Lesbrief Ontstaan van sneeuwvlokken

Maat: px

Weergave met pagina beginnen:

Download "Lesbrief Ontstaan van sneeuwvlokken"

Marcella de Smedt
7 jaren geleden
Aantal bezoeken:

1 Lesbrief Ontstaan van sneeuwvlokken Sneeuwvlokken zijn een speciale kristalvorm van bevroren water. Ze worden gevormd in wolken. Wolken bestaan uit waterdamp. Bij lage temperatuur condenseert de waterdamp tot druppeltjes. Als de temperatuur onder de 0 º Celsius daalt bevriezen die. Nu kun je bevroren waterneerslag krijgen in de vorm van ijzel, ijsregen, hagel of sneeuw. In deze opdracht gaat het over sneeuw. De vorming van sneeuwvlokken is een dynamisch proces. Iedere vlok is weer anders en verandert bovendien voortdurend, afhankelijk van de omstandigheden. Temperatuur, wind en vochtigheidsgraad bepalen de vorm en de grootte van de vlokken. Er kunnen vuildeeltjes in het water zitten en deze zijn van invloed op gewicht en levensduur van het sneeuwkristal. Ze maken de vlok zwaarder en er kunnen barsten in het kristal ontstaan, waardoor het makkelijker smelt. Temperatuur en sneeuwvlokken Temperatuur ( F) Vorm van de sneeuwvlokken 32 tot 25 F Dunne, zeshoekige plaatjes 25 tot 21 F Naalden 21 tot 14 F Holle pilaartjes 14 tot 10 F Sectorplaatjes (zeshoeken met inkepingen) 10 tot 3 F Dendrieten (kantachtige, zeshoekige vormen) Opdracht 1 Omrekenen Maak een tabel van de bovenstaande gegevens en reken de graden Fahrenheit om in Celsius met behulp van deze omzetter: 1

Nu kun je bevroren waterneerslag krijgen in de vorm van ijzel, ijsregen, hagel of sneeuw. In deze opdracht gaat het over sneeuw. De vorming van sneeuwvlokken is een dynamisch proces.

2 Opdracht 2 Waardoor zijn sneeuwvlokken symmetrisch? Sneeuwvlokken zijn prachtig symmetrisch, reden dat al lang geleden wetenschappers en nietwetenschappers er over zijn gaan schrijven. Die symmetrie komt doordat waterkristallen zijn opgebouwd uit watermoleculen. Die hebben speciale eigenschappen. Ze zijn meestal aan elkaar verbonden met waterstofbruggen, wat de oorzaak is van de zeshoekige (hexagonale) symmetrie. Opdracht 2 Model Wijs de afzonderlijke moleculen en de waterstofbruggen aan in deze figuur. De pootjes van de ijssterren ontstaan uit kleine bobbels op het oorspronkelijke zeshoekige plaatje. Bij een bobbel groeit het kristal sneller aan en omdat aan alle kanten de omstandigheden gelijk zijn, krijg je zes precies gelijke pootjes. Niet alle vlokken zijn perfect symmetrisch. Ze beginnen wel even snel te groeien naar alle kanten, maar temperatuurverschillen, vuil en stof, en andere toevallige oorzaken maken dat het kristal vaak een beetje ongelijk is gevormd. 2

Ze zijn meestal aan elkaar verbonden met waterstofbruggen, wat de oorzaak is van de zeshoekige (hexagonale) symmetrie.

3 Opdracht 3 Allemaal anders? Opdracht 3 Sneeuwvlokken Men zegt dat geen twee sneeuwvlokken gelijk zijn. Wat denk jij? Beredeneer je antwoord aan de hand van onderstaande afbeeldingen. foto s Wilson Bentley 3

4 Opdracht 4 Soorten sneeuw Bekijk onderstaande foto. Het gaat hier om sneeuw die van boven is komen te vallen. De fotografe noemt het fluffy snow. Zijn deze vlokken in hoge of in lage wolken gevormd en bij welke temperatuur? Leg je antwoord goed uit. Is fluffy snow goede sneeuw om sneeuwballen van te maken? Waarom wel/niet? Bekijk de foto hieronder. Zijn deze vlokken in hoge of in lage wolken gevormd en bij welke temperatuur? Leg je antwoord goed uit. Is dit goede sneeuw om sneeuwballen van te maken? Waarom wel/niet? 4

Leg je antwoord goed uit. Is fluffy snow goede sneeuw om sneeuwballen van te maken? Waarom wel/niet? Bekijk de foto hieronder.

5 Hieronder zie je een foto van platte, waaiervormige kristallen. Ze hebben duidelijk simpeler kristalvormen. Dit is namelijk geen sneeuw maar rijp. Deze vorm van rijp wordt ook wel ijsbloemen genoemd. Deze veerachtige vormen ontstaan als afgekoelde waterdamp in contact komt met koude oppervlakten, zoals bomen en rotsen (of autoruiten). Opdracht 5 Poster of PowerPoint maken Lees eerst het artikel hieronder. Vat daarna wat je gelezen hebt over sneeuwkristallen samen op een poster of PowerPoint met illustraties. Leg op de poster of PowerPoint presentatie goed uit wat de volgende termen betekenen: ijskristal sneeuwster sneeuwvlok ijzel ijsregen hagel natte sneeuw poedersneeuw motsneeuw rijp bron: 5

Opdracht 5 Poster of PowerPoint maken Lees eerst het artikel hieronder. Vat daarna wat je gelezen hebt over sneeuwkristallen samen op een poster of PowerPoint met illustraties.

6 Sneeuw, het witte goud! Geschreven door: Ed Aldus, Uit de bewolking sneeuwt het vrijwel het hele jaar, alleen merken we daar aan de grond maar weinig van. Als de temperatuur in de bewolking daalt naar waarden tussen -5 en - 20 graden ontstaan er ijskristallen in een wolk. Bij deze waarde is het verschil in de dampdruk t.o.v. water en ijs het grootst en vinden er transporten van waterdampmoleculen van onderkoelde waterdruppels naar vrieskernen plaats. Deze vrieskernen dienen als katalysator en brengen de bevriezing versneld op gang. Op weg naar beneden blijven deze ijskristallen kleven aan stofdeeltjes die in de lucht zweven. Hierdoor vormen zich kristallen en vervolgens sneeuwsterren. Deze sterren kunnen allerlei vormen hebben, maar ze zijn altijd zespuntig. Wanneer het waait, klitten de sneeuwsterren, op hun weg naar de aarde, samen en vormen een sneeuwvlok. Zo'n vlok bestaat uit wat ijs en heel veel lucht tussen de ijskristallen. Vlokken zijn onregelmatig, klein of groot, maar wanneer het windstil is, dwarrelen ze één voor één naar beneden. De vraag is natuurlijk of de sneeuw, de weg naar het aardoppervlak, zal overleven. Daarvoor moet het koud genoeg zijn anders zien we het dichter bij de grond gewoon regenen. Het kan ook voorkomen dat in de bovenlucht zachtere lucht wordt aangevoerd en het wel koud genoeg is voor sneeuw aan het aardoppervlak. De neerslag valt dan in de vorm van regen en kan dan zorgen voor ijzel. IJzel is regen die gelijk bevriest op een bevroren ondergrond en zodoende voor zeer gladde wegen kan zorgen. Wanneer de sneeuw onderweg gedeeltelijk smelt en onderweg weer bevriest dan krijg je ijsregen. IJsregen wordt wel eens verward met hagel. Bij ijsregen zijn de bolletjes doorzichtig en bij hagel zijn ze wit. IJsregen wordt vooral waargenomen tijdens een dooiaanval waarbij verschillende neerslagvormen kunnen optreden. Als sneeuw voornamelijk uit water bestaat dan wordt gesproken over natte sneeuw. Je kunt natte sneeuw herkennen aan de grote vlokken. Deze sneeuw is ideaal voor het maken van sneeuwballen en sneeuwpoppen. Lang zal de pret niet duren, want die grote vlokken wijzen vaak op een hogere temperatuur in de bovenlucht waardoor de sneeuw snel over kan gaan in regen. Bij vorst kunnen de sneeuwvlokjes zeer klein zijn en worden ze aangeduid als poedersneeuw of motsneeuw. Omdat deze sneeuw minder vocht bevat kan je hier geen sneeuwbal van maken en wordt het amper wit. Bij rustig weer en temperaturen van meer dan 8 graden onder nul kan er zelfs bij een wolkenloze hemel wat poolsneeuw vallen. 6

rschil in de dampdruk t.o.v. water en ijs het grootst en vinden er transporten van waterdampmoleculen van onderkoelde waterdruppels naar vrieskernen plaats.

7 Opdracht 6 Wat is sublimatie? Deze opdracht gaat over sublimatie. Zoek op wat sublimeren betekent. Wij gebruiken het woord hier maar op één manier. Enkele voorbeelden van sublimeren uit het dagelijkse leven: Het 'wegvriezen' van sneeuw. Sneeuw verdwijnt langzaam, zonder dat het smelt, door sublimatie. Dit gebeurt ook bij temperaturen onder nul (vandaar 'wegvriezen'). De snelheid zal afhangen van de vochtigheid van de lucht. De geur van zeep, wc-blokjes, mottenballen e.d. ontstaat ook door sublimatie van vaste stof of verdamping van opgeloste vloeistof. Zoek het zelf op internet en bekijk een filmpje over sublimeren Opdracht 7 Kijken en foto's maken Ga naar buiten als het vriest en kijk welke vormen van neerslag je kunt waarnemen. Neem mee: buitenthermometer, vergrootklas, diepvriesblok en een penseel. Verder een fototoestel, liefst met macrolens. IJs- en sneeuwkristallen kun je het beste fotograferen op een donkere ondergrond. Afzonderlijke kristallen verplaats je met behulp van een (make-up)penseeltje. Veel succes! Als je dat wilt kun je een presentatie maken van je foto s. Een beroemde fotograaf en onderzoeker van sneeuwvlokken was Wilson A. Bentley ( ). Bentley slaagde erin om een fotocamera aan een microscoop te bevestigen en was na jaren experimenteren de eerste die een foto van één enkele sneeuwkristal wist te maken. In zijn leven fotografeerde hij duizenden sneeuwvlokken. Zijn levensverhaal en vele foto's vind je op snowflakebentley.com 7

Dit gebeurt ook bij temperaturen onder nul (vandaar 'wegvriezen'). De snelheid zal afhangen van de vochtigheid van de lucht. De geur van zeep, wc-blokjes, mottenballen e.d. ontstaat ook door sublimatie van vaste stof of verdamping van opgeloste vloeistof.

8 Opdracht 8 Een vraag: waarom is sneeuw wit? Water en ijs zijn helder en kleurloos. Waarom is sneeuw dan wit? Neem een halve theelepel bruine suiker en verpoeder deze in een mortier (vijzel). Wat zie je gebeuren met de kleur? De meeste kristallen absorberen een deel van het kleurloze zonlicht en laten de rest door. Dat verklaart de kleur. Kristallen van bruine suiker absorberen veel groen, blauw en roze zodat de eindindruk bruin is. Water en ijs laten bijna al het zonlicht door. Maar verpoederd ijs niet. Sneeuwvlokken hebben zoveel lichtweerkaatsende vlakken dat het opvallende licht naar alle kanten verstrooid wordt. Uiteindelijk is de eindindruk wit. Maar niet in diepe schaduw Lees het maar eens na op deze site: B C8DAFB67 Opdracht 9 Sneeuw onder de elektronenmicroscoop Kijk scheel naar deze 3d foto. Bekijk met de volgende link een aantal opnamen met een elektronenmicroscoop. Bekijk daarna de fotoreeks op Hierbij wordt steeds verder ingezoomd op een sneeuwkristal. Bij welke vergroting is er niets meer te zien van de symmetrie? 8

Kristallen van bruine suiker absorberen veel groen, blauw en roze zodat de eindindruk bruin is. Water en ijs laten bijna al het zonlicht door. Maar verpoederd ijs niet.

9 Opdracht 10a. Sneeuw filteren Schep 150 ml sneeuw op en doe het in een bekertje. Giet de gesmolten sneeuw door een koffiefilter. Leg uit waarom je geen sneeuw kan eten. 10b. Sneeuwijs maken Doe de proeven op deze site: 9

Vergelijkbare documenten

Het begin van de winter

WINTER 21 december WINTER 2 Het begin van de winter Vanaf 21 juni worden de dagen weer langzaam korter. De zomer duurt tot 22 of 23 september. Dan zijn de dag en de nacht overal even lang. Met andere woorden: