i i “5-2-Kuscer-naslov” — 2009/3/27 — 11:57 — page 1 — #1 i i i i i i List za mlade matematike, fizike, astronome in računalnikarje ISSN 0351-6652 Letnik 5 (1977/1978) Številka 2 Strani 125–128 Ivan Kuščer: ENAJSTA ŠOLA IZ FIZIKE, II. Del Ključne besede: fizika. Elektronska verzija: http://www.presek.si/5/5-2-Kuscer.pdf c© 1977 Društvo matematikov, fizikov in astronomov Slovenije c© 2009 DMFA – založništvo Vse pravice pridržane. Razmnoževanje ali reproduciranje celote ali posameznih delov brez poprejšnjega dovoljenja založnika ni dovo- ljeno. ENAJSTA šOLA IZ FIZIKE 2. DEL čUDODELNA ZIMA -5' ~---- ~., .~~- - _ f _ _ I -~ - - ~I I-_-_~ - . I Sl . 16. Tako si raz l agamo nastanek reber na ledu na lužah . Zgoraj : luža v prerezu i n v tlorisu . Spodaj: toplot- ne tokovnice in izoterme v ledenem pokrovu . Za razlago moramo vedeti , da voda in led dosti bolje prevajata toploto kot zra k. Dosti nenavadnega doživimo pozlml, ko je narava uklenjena v led in sneg . Vsaka snežinka in vsak kos ledu sta čudo zase, kaj- ti to so sami kristali. Oglejmo si jih od blizu! Lovc i na minerale se včasih hvalijo, če najdejo nekaj centi- metrov velike kristale kremena ali česa drugega . Takšno tekmo- vanje pa je precej nepotrebno , ker najdemo na vsakem zamrzlem jezeru lahko po meter vel ike primerke . Kdor tega še ni videl , naj se poda pozimi na Bled. Treba je samo, da takrat, ko je je- zero zmrzovalo, ni padal sneg . Kr i s t a l i ledu se vidijo že od da- leč , ker so obrobljeni s temnejšimi pasovi (S1. 14) . Sredica kristala je namreč polna mehurčkov, ki so se vzdignili iz vode , medtem ko je obrobni pas sko- raj bi ster . Za ka j je tako, še vedno ne vem, čeprav je bila slika posneta pred 30 leti . Drugo posebno st opazimo na zamrznjenih ces t ni h lužah . Zaradi us ihanja preostale vo- de se pod ledom pojavijo ve- liki mehurji, ki so obroblje- ni s čudnimi rebri ( Sl . 15). Nekaj dni star ledeni pokrov luže je na spodnji strani ves okrašen s kačastimi rebri, ki so vča sih po več centimetrov debela. 125 Ob robu mehurja naredijo zato toplotne tokovnice ovinek, kot kaže slika. Na ovinku se toplotne tokovnice zgostijo 051. 16), tako da uhaja tam z vsakega cm 2 vodne površine več toplote na sekundo kot dalj stran od mehurja. Zato tam voda posebno "hitro zmrzuje. Ob gorskem potoku rastejo nenavadne ledene gmote na visečih vejah in koreninah, po katerih škropi voda. Umetnik si jih ne bi mogel bolje izmisliti in težko da bi vedel kdo pojasniti, zakaj so oblike ravno takšne in ne drugačne. Nikjer drugod pa ni toliko teh ledenih čudes kot v Rakovem škocijanu. Tja je treba priti v mrzli zimi, ko reka počasi usiha. Na skalah in stenah ob bregovih se najprej naredi ledena skorja, na kate ro se obešajo venci ledenih sveč (Sl. 17). Pri nadaljnem usihanju vode se sveče podaljšujejo in končno razrastejo i ogromne lede- ne zvonove (Sl. 18). Ob jamskih vhodih je pozimi dovolj mraz, da naredi kapljajoča voda ledene kapnike, na stenah pa skorjo ledu . Oblike so Včasih presenetljivo podobne tistim iz sige, le da rastejo milijonkrat hitreje (Sl. 19). Iz ilovnatih tal ra~te led v obliki tankih lasastih kristalov (Sl. 20). Zanesljive razlage ne poznam; vendar se zdi , da je krivo zvečanje prostornine ob zmrznjenju vode. Tlak vode, ki pod že zmrznjeno skorjo naraste, nemara iztiska led iz luknjic kot kako zobno pasto. Včasih so nastali ledeni lasje po cel decime- ter visoki . Rastejo s tolikšno silo, da privzdigujejo vrhnjo su- ho plast zemlje z drobnimi kamenčki vred . V jasni zimski noči se na tleh naredi slana . Nekaj drugega je ivje, ki nastaja le v megli (Sl. 21-23) . Oboje so kristalčki le- du, le da so tist i v ivju ponavadi daljši in bolj razraščeni . Megla, iz katere se dela ivje, vsebuje podhlajene kapljice, ki same od sebe zlepa ne zmrznejo. Ko takšna kapljica trči ob lede- ni kristal, pa v hipu zmrzne in s tem kristal poveča. Zanimivo je, da na podoben način del~jo umetne kristale ko- runda (A1 203) in njegove obarvane inačice: rubin, saf ir. Prah iz te snovi sipljejo skozi plamen, pod katerega nastavijo že nare- jen kristalček. Ko nanj prileti kapljica raztaljenega korunda, se strdi, in sicer vselej tako, kot to narekuje zgradba že ob- stoječega kristala. Po več centimetrov ali celo dec imetrov dolge kristale naredijo na tak način. 126 Znano je, da so kristali lepši, če rastejo počasi. Potem ko se pod ledom na luži naredi mehur, top1ejša voda počasi prehla- peva na spodnjo površino ledu. Tam najdemo slano iz več milimet- rov veliki h šesterokotnih kristalčkov. Zrastejo vzporedno, kot to narekuje ledena podlaga (Sl. 24). Sneg je poglavje zase. Kadar v hudem mrazu po malem naletava, je narejen iz prav ilnih šestero krakih zvezdic. Vendar je lepota kratkotrajna , kajti kljub mrazu osti zvezdic kmalu otopijo. V nekaj dneh se kristali snega preoblikujejo v zrnca . Celo s čev­ lji lahko ču t i mo , da je tak sneg čisto drugačen. Pojav je znan z imenom rekr ista1izacija in je zlasti pomemben pri kovinah, ker so od tega odvisne spremembe mehan ičn ih lastnosti pri pregreva- nju . V gorah lahko obleži sneg vse leto ali celo tisočletja. Kri- stali se sčasoma še dalje preobliku jejo in tudi rastejo eden na račun drugega . Tako nastane sren in nazadnje l edeni š ki led (Sl. 25) . Ta je ves iz nepravilno oblikovan ih kristalov, ki so več­ kr a t po ne kaj centimetrov velik i in zagozdeni drug v drugega. Se marsikatero zanimivost odkrijemo ob izletu na alpski ledenik, ki nas v marsičem spomni na kra ški svet . Na ledeniku naletimo na izvire in požiralni ke (Sl. 26); pod njim pa teče 1edeniška reka. Ko se zima začne obračati v pomlad, si oglejmo ledeno svečo ali ledenik v jami, kako kopnita! Površina je vsa razbrazdana in vzdol ž teh brazd začne led razpadati na kose (Sl. 27). Blejci pravijo, da ~e tak led gnil. Brazde so tam , kjer so meje med kri - stali . Zdaj pravzaprav šele vidimo, da je sveča res narejena iz kristalov . Na meji med kristali so molekule šibkeje povezane, ta ko da se začne led tam najp rej ta jati . Podoben pojav izkori- š č a j o meta1urgi pr i pre iskovanju kovinskih površin. Ko površino jedkajo s kislino, nagrize ta kovino najprej na meji med kr i - stal nimi zrni . Pod mikroskopom se potem meje r a z l o č n o vidijo. List, ki ga je veter zanesel na sneg, se ob sončni pripeki globoko vdere. Vs i vemo zakaj: zato, ker list svetlobo močneje absorbira kot sneg . Tudi okrog kamna sneg hitreje kopni in ravno ta ko okrog drevesa (Sl. 28). Na planinski senožeti je zrak še mrzel , čeprav pripeka sonce. Dog aja se , da sneg kopni , v tem ko se ob robu. za kako ped od t a l , str juje v tanko skorjo ledu. Skorja varuje premrlo rastli- nj e, podobno kot steklo tople grede. 127 ?red jarno na kotranjskem sem o p a z i l nasproten pojav. Hedtem ko Se 3 f 3 0 z g o r a j re t o p l o , s e Je 1 x Same p l s z l l ledanomrxel zrak. Na posu5enth b j l k a h se pri t l e h obvlsele Lebulasta ledens kepe.