Les cristaux de neige, une manière d’observer l’infiniment petit.

Une activité de classe de découverte
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La géométrie et la forme des cristaux [1] de neige peuvent nous permettre de comprendre la structure de la matière et en particulier l’agencement des molécules d’eauEau / EauxL’eau est un concept très largement abordé au sein des stages Objectif Sciences, que ça soit sous la forme de Vacances Scientifiques ou de Classes Sciences pour les établissements scolaires, et ce dans tous les pays où l’association est présente (Polynésie, France, Québec...)..

Conditions de croissance

Mais cette structure peut aussi nous indiquer l’histoire de la création de ces cristaux et donc les conditions météorologiques qui ont permis leur croissance [2].

Un atelier ou un projet d’une ou plusieurs semaines sur ce sujet permettra d’aborder les sujets scientifiques suivants :

 l’état de la matière (liquide - solide - gazeux).
 la météorologie (les nuages, les liens entre l’humidité et la température)
 le cycle de l’eauEau / EauxL’eau est un concept très largement abordé au sein des stages Objectif Sciences, que ça soit sous la forme de Vacances Scientifiques ou de Classes Sciences pour les établissements scolaires, et ce dans tous les pays où l’association est présente (Polynésie, France, Québec...).
 les cristaux (et dans une certaine mesure, les molécules)

Cliquer pour voir l’animation

Cette activité permettra d’aborder aussi des aspects techniques et expérimentaux interessants tels que :

 la fabrication de cristaux (de glace, de sel, de sulfate de cuivre)
 la photographie de flocons de neige
 l’observation à la loupe binoculaire, au microscope
 la fabrication d’empreintes de flocons de neige

Classification

Enfin, une découverte de la nivologie (étude de la neige) permettra de comprendre les avalanches et autres phénomènes caractéristiques.

Des photos réalisées au Centre de Séjour Scientifique de St-Anthème (France) sont disponibles sur internet dans la Wikipedia à l’adresse :

http://fr.wikipedia.org/wiki/Galerie_de_photos_de_cristaux_de_neige

Galerie de flocons

 Petite méthode de fabrication des flocons artificiels

En toute simplicité [a href="http://www.its.caltech.edu/~atomic/snowcrystals/" class="spip_url spip_out"] Matériel : 1 bouteille de plastique 3 pots 1 éponge Fil de nylon 4 aiguilles de couture Carton pour couvrir Neige carbonique

Protocole : 1. Rincer la bouteille. Couper le fond comme indiquer sur la figure. Faire un trou au fond pour passer le fil et 4 sur les cotés pour faire tenir l’éponge Couper l’éponge aux bonnes dimensions. 2. Passer le fil par le fond de la bouteille à l’aide d’une aiguille et lui faire traverser l’éponge. 3. Placer la bouteille tête en bas dans le dernier des 3 pots, il doit y avoir un pouce entre le rebord du pot et le fond de la bouteille. 4. Remplir le dernier pot de neige carbonique concassée à -60°C. 5. Mouiller l’éponge et la mettre dans le fond de la bouteille. 6. Couvrir avec le carton

Résultat : De petits cristaux devraient se former entre 5 et 10 minutes plus tard. Un cristal plus grand après 20 minutes. Si la température reste sous les -15°C, vous obtiendrez des dendrites si elle tend vers les -5°C, les cristaux prendront la forme de fishbones.

Schéma d’un cristal de type dendrite

Schéma d’un cristal de type fishbone

 Toutes ces activités et bien d’autres peuvent être réalisées au cours d’une Classe Sciences « Le Monde des Cristaux - Hiver »

[1] U. Nakaya, “Snow Crystals : Natural and Artificial”, Harvard University Press (1954)

[2] Libbrecht’s K : Guide to Snowflakes Ed Voyageur Press 2006.

[a href="http://www.its.caltech.edu/~atomic/snowcrystals/" class="spip_url spip_out"] http://www.its.caltech.edu/ atomic/...

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