Атмосферні опади: що це і як утворюються. Роса, іней, дощ і сніг як утворюються з точки зору фізики

Атмосферні опади: що це і як утворюються. Роса, іней, дощ і сніг як утворюються з точки зору фізики

Світ навколо нас дивовижний. Загрузнувши в рутині повсякденного життя, ми занадто рідко помічаємо це. Однак не знати, як утворюються роса, іней, дощ і сніг, просто соромно, тому що відповідь на це питання знають навіть школярі.

Як утворюється роса з точки зору фізики?

Утворення крапелек води вранці на траві і рослинах довгий час хвилювало вчених. Цим питанням займався ще Арістотель. Однак уявлення вчених про це природне явище аж до XVIII століття було помилковим. Розглядаючи, як утворюються роса, іней, дощ і сніг, дослідники вважали, що це відбувається приблизно однаково. Однак сучасна наука говорить нам, що це далеко не так. Для того щоб розібратися, як же утворюється роса, потрібно спочатку дізнатися дещо про повітря. І ця важлива деталь полягає в тому, що в ньому міститься деяка кількість вологи. Причому в теплому повітрі її більше, ніж у холодному. Тому влітку ми і можемо спостерігати на листочках рослин і траві росу. Повітря стикається з холодною поверхнею, що призводить до конденсації деякої частки, що міститься в ньому вологи. Причому температура поверхні повинна бути нижче певної величини. Її називають "точкою роси". Вона залежить від тиску і деяких інших параметрів.

Роса чи ні?

У домашніх умовах можна провести, наприклад, такий досвід. Необхідно налити воду в склянку або металеву посудину. Потім потрібно додати туди лід. Однак роса утворюється не відразу, а тільки тоді, коли посудина охолоне до певної температури. Точно так і в природі. Вологе повітря стикається з холодною поверхнею, що призводить до утворення крапель роси. Земля і стежки остигають значно менше, ніж рослини, тому на них її не знайти. Але не все, що ми спостерігаємо вранці на листях і траві, є росою. Основна частина вологи виділяється самими рослинами. Цей процес починається вдень для того, щоб захистити рослини від спекотних сонячних променів. У деяких районах Землі роси випадає настільки багато, що її використовують для водопою тварин.

Про інеї

Це ще один вид опадів. На питання про те, як утворюється іней, фізика дає наступну відповідь: в процесі десублімації газоподібна речовина (в даному випадку водяний пар) переходить у твердий стан. Як ми вже говорили, в повітрі спочатку присутня волога. Дерева вкрилися інеєм внаслідок того, що при відлизі відбувається її випаровування, а потім, коли температура падає, все замерзає. Найбільш підходящим місцем для утворення красивих візерунків є шорстка поверхня з низькою провідністю тепла, наприклад, дерев 'яна лавочка або відкритий грунт. Іней зазвичай з 'являється вночі, коли є легкий вітерець. Він сприяє тому, що волога під час випаровування стикається з різними поверхнями. Надто вітряна погода, навпаки, перешкоджає появі голочок інею.

Як утворюється сніг з точки зору фізики?

Без цього атмосферного осаду важко уявити зиму в середніх широтах. Розповідаючи, як утворюються роса, іней, дощ і сніг, потрібно розуміти, що останній являє собою кристаліки льоду. Вони виходять в результаті замерзання водяної пари. У хмарах містяться краплі води. Коли при низьких температурах вони замерзають, то утворюються дрібні кристаліки льоду. Під час падіння вони під впливом вітру "склеюються" один з одним. Це і пояснює красиву форму сніжинок. Кожна з них завжди має шість променів. Кути між ними можуть дорівнювати 60 або 120 градусам. Така точність пов 'язана з особливостями конструкції молекули води. Двох однакових сніжинок не буває. Хруст, який ми чуємо під ногами, проходячи засніженими стежками, відбувається через розлом кристалів, з яких складаються пластівці цього атмосферного осаду.

З чим пов 'язаний колір снігу?

Діти люблять ставити різні запитання про навколишній світ. З часом люди перестають дивуватися всьому навколо. Однак, відповідаючи на запитання "" як утворюються роса, іней, дощ і сніг "", не можна не зацікавитися, чому останній здається нам саме білим, адже вода є прозорою. І тут на допомогу приходить фізика. Нас оточує електромагнітне випромінювання, велика частина хвиль якого недоступна неозброєному людському оку. Сонячні промені містять видимий спектр, тобто сім основних кольорів: фіолетовий, синій, блакитний, зелений, жовтий, помаранчевий і червоний. Якщо злити їх разом, то вийде... білий. Якщо предмет поглинає світлові хвилі, то ми бачимо його чорним. Якщо ж він їх повністю відображає, то прозорим. Наприклад, так відбувається з льодом або водою. Апельсин є помаранчевим, тому що він поглинає всі кольори, крім цього. Сніг відображає весь видимий спектр. Тому він бачиться нам білим, як і сонячне світло. Вода і лід мають більш гладку структуру, тому здаються прозорими. Розглядаючи, як утворюється сніг, з точки зору фізики, можна зрозуміти, що за своєю структурою він складається з безлічі кристаликів води, кожен з яких відображає світло під різним кутом.

Чому йде дощ?

Пояснити це атмосферне явище з точки зору фізики досить легко. Сам процес схожий на утворення снігу, з тією лише різницею, що дощ йде при більш високій температурі повітря. Водяний пар випаровується і мчить до хмар. На висоті температура повітря набагато нижча. Тому пар перетворюється на крижані кристалики. Потім падає під дією сили земного тяжіння. Під час польоту кристаліки потрапляють під вплив теплого повітря і розморожуються. Коли вони досягають поверхні землі, вони вже являють собою краплі води. Їх і називають дощем. Під впливом вітрових потоків хмари можуть переноситися на значні відстані. Іноді вони долають тисячі кілометрів. Якщо в дорозі хмари стикаються один з одним, то вони об 'єднуються. Коли їх маса стає занадто високою, починає йти дощ. Цікаво, що краплі мають ідентичну форму. Вони розрізняються тільки розміром. Бувають краплі, які сягають навіть шести міліметрів у діаметрі. При зіткненні з землею вони розбиваються, створюючи безліч дрібних. Найбільше дощів можна спостерігати в регіонах зі спекотним тропічним кліматом.

Через що потіють вікна?

Існує кілька варіантів появи конденсату. Наприклад, він може з 'являтися виключно вранці або тільки в зимову пору року. Окремо потрібно розглядати ситуацію, коли вода накопичується на підвіконні. Або потіє вікно в одній кімнаті, а в інших цього не відбувається. Поява конденсату ідентична за своєю природою процесу утворення роси, який ми обговорили на початку статті.