Снежинки.

 

 Вы когда-нибудь смотрели на снежинку и задавались вопросом, как она образовалась или почему они отличается друг от друга?

Снежинки — это особая форма водяного льда. Снежинки образуются в облаках, которые состоят из водяного пара. Когда температура составляет 0 ° C или ниже, вода превращается из жидкой формы в лед. На образование снежинок влияет несколько факторов: температура, воздушные потоки и влажность влияют на форму и размер. Частицы грязи и пыли могут смешиваться с водой и влиять на вес и долговечность льдинок. Частицы грязи утяжеляют снежинку и могут вызвать трещины и разрывы в кристалле, а также облегчить его таяние. Формирование снежинок – это динамический процесс. Снежинка может столкнуться со многими различными условиями окружающей среды, которые иногда растапливают ее, иногда вызывая рост, иногда изменяют её структуру.

Снежинки – это кристаллы воды, которые выпадают в виде осадков, когда на улице холодно. Однако иногда снег выпадает, когда температура немного превышает точку замерзания воды, тогда идет ледяной дождь, когда температура ниже точки замерзания.

• Снежинки бывают разных форм. Форма зависит от температуры.

• Две снежинки невооруженным глазом могут выглядеть одинаково, но на молекулярном уровне они будут разными.

• Снег выглядит белым, потому что хлопья рассеивают свет. В тусклом свете снег кажется бледно-голубым, что соответствует цвету большого объема воды.

Каковы распространенные формы снежинок?

 

Если вы нарисуете снежинку, вы, вероятно, нарисуете знакомую шестигранную форму. Однако на самом деле снежинки принимают различную форму в зависимости от температуры и места, где они образовались. Как правило, шестигранные шестиугольные кристаллы имеют форму, образовываясь в высоких облаках; иглы или плоские шестигранные кристаллы образуются в облаках средней высоты, а самые разнообразные шестигранные формы образуются в низких облаках. При более низких температурах образуются снежинки с более острыми кончиками по бокам кристаллов, что может привести к разветвлению ветвей снежинок (дендритов). Снежинки, которые растут в более теплых условиях, растут медленнее, что приводит к более гладким и менее замысловатым формам.

• 0 - -4С — тонкие шестигранные пластинки

• -4С–6С°  — иглы

• -6–10° F — полые колонны

• -10- -12° С - секторные пластины (шестиугольники с углублениями)

• 12- -16 - °С  - Дендриты (ажурные шестиугольные формы)

Почему снежинки симметричны?

Во-первых, не все снежинки одинаковы со всех сторон. Неравномерная температура, наличие грязи и другие факторы могут привести к тому, что снежинка получится перекошенной. И все же верно то, что многие снежинки симметричны. Это потому, что форма снежинки отражает внутренний порядок молекул воды. Молекулы воды в твердом состоянии, например, во льду и снегу, образуют слабые связи (называемые водородными связями) друг с другом. Эти упорядоченные расположения приводят к симметричной шестиугольной форме снежинки. Во время кристаллизации молекулы воды выравниваются, чтобы максимизировать силы притяжения и минимизировать силы отталкивания. Следовательно, молекулы воды располагаются в заранее определенных местах и в определенном порядке. Молекулы воды просто располагаются так, чтобы соответствовать пространству и поддерживать симметрию.

Правда ли, что нет двух одинаковых снежинок?

И да и нет. Нет двух абсолютно идентичных снежинок, вплоть до точного количества молекул воды, спина электронов, содержания изотопов водорода и кислорода и т. д. С другой стороны, две снежинки могут выглядеть совершенно одинаково, и любая данная снежинка, вероятно, имеет свою копию какой-то момент в истории. Поскольку на структуру снежинки влияет так много факторов и поскольку структура снежинки постоянно меняется в зависимости от условий окружающей среды, маловероятно, что кто-то увидит две одинаковые снежинки.

Если вода и лед прозрачны, то почему снег выглядит белым?

Короткий ответ заключается в том, что у снежинок так много светоотражающих поверхностей, что они рассеивают свет во всех его цветах, поэтому снег кажется белым. Более длинный ответ связан с тем, как человеческий глаз воспринимает цвет. Даже если источник света может быть не совсем «белым» (например, солнечный свет, флуоресцентные лампы и лампы накаливания), человеческий мозг компенсирует источник света. Таким образом, несмотря на то, что солнечный свет желтый, а рассеянный от снега свет желтый, мозг видит снег белым, потому что вся картинка, полученная мозгом, имеет желтый оттенок, который автоматически вычитается.

И. Кеплер «О шестиугольных снежинках»

Bailey, M.; John Hallett, J. (2004). "Growth rates and habits of ice crystals between −20 and −70C". Journal of the Atmospheric Sciences. 61 (5): 514–544. doi:10.1175/1520-0469(2004)061<0514:GRAHOI>2.0.CO;2

Klesius, M. (2007). "The Mystery of Snowflakes". National Geographic. 211 (1): 20. ISSN 0027-9358

Knight, C.; Knight, N. (1973). "Snow Crystals". Scientific American, vol. 228, no. 1, pp. 100-107.