Вы когда-нибудь смотрели на снежинку и задавались вопросом, как она образовалась или почему она выглядит иначе, чем другой снег, который вы, возможно, видели? Снежинки - это особая форма водяного льда. Снежинки образуются в облаках, которые состоят из водяного пара. Когда температура составляет 32 ° F (0 ° C) или ниже, вода из жидкой формы превращается в лед. Несколько факторов влияют на формирование снежинки. Температура, воздушные потоки и влажность влияют на форму и размер. Частицы грязи и пыли могут смешиваться в воде и влиять на вес и долговечность кристаллов. Частицы грязи делают снежинку более тяжелой и могут вызвать трещины и разрывы в кристалле и облегчить его таяние. Образование снежинок - это динамичный процесс. Снежинка может столкнуться со многими различными условиями окружающей среды, иногда таяя ее, иногда вызывая рост, всегда изменяя свою структуру.
Ключевые выводы: вопросы о снежинке
- Снежинки - это кристаллы воды, которые выпадают в виде осадков, когда на улице холодно. Однако иногда снег падает, когда он немного выше точки замерзания воды, а иногда дождь замерзает, когда температура ниже нуля.
- Снежинки бывают разных форм. Форма зависит от температуры.
- Две снежинки могут выглядеть одинаково невооруженным глазом, но они будут отличаться на молекулярном уровне.
- Снег выглядит белым, потому что хлопья рассеивают свет. При слабом освещении снег кажется бледно-голубым, что является цветом большого объема воды.
Каковы общие формы снежинки?
Как правило, шестигранные гексагональные кристаллы имеют форму высоких облаков; иглы или плоские шестигранные кристаллы имеют форму облаков средней высоты, и большое разнообразие шестигранных форм образуются в низких облаках. При более низких температурах образуются снежинки с более острыми кончиками по бокам кристаллов, что может привести к разветвлению из снежинок (дендриты). Снежинки, которые растут в более теплых условиях, растут медленнее, что приводит к более гладким, менее сложным формам.
- 32-25 ° F - Тонкие шестиугольные пластины
- 25-21 ° F - иглы
- 21-14 ° F - полые колонны
- 14-10 ° F - секторные пластины (шестиугольники с выемками)
- 10-3 ° F - Дендриты (кружевные шестиугольные формы)
Почему снежинки симметричны (одинаковы на всех сторонах)?
Во-первых, не все снежинки одинаковы со всех сторон. Неравномерная температура, наличие грязи и другие факторы могут привести к перекосу снежинки. Все же это правда столько снежинок симметричны и сложны. Это потому, что форма снежинки отражает внутренний порядок молекул воды. Молекулы воды в твердом состоянии, например, во льду и снегу, образуют слабые связи (называемые водородные связи) 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, чтобы соответствовать пространствам и поддерживать симметрию.
Правда ли, что нет двух одинаковых снежинок?
Да и нет. Нет двух снежинок точно идентичны, вплоть до точного количества молекул воды, спин электронов, изотопное содержание водорода и кислорода и др. С другой стороны, это возможно, чтобы две снежинки выглядели одинаково и любая конкретная снежинка, вероятно, имела хорошее совпадение в какой-то момент истории. Так как очень много факторов влияют на структуру снежинки и так как структура снежинки постоянно изменяясь в зависимости от условий окружающей среды, маловероятно, чтобы кто-либо видел два одинаковых снежинки.
Если вода и лед чистые, то почему снег выглядит белым?
Короткий ответ: снежинки имеют так много светоотражающих поверхностей, что рассеивают свет на все его цвета, поэтому снег кажется белым. Более длинный ответ связан с тем, как человеческий глаз воспринимает цвет. Даже если источником света может быть не действительно «белый» свет (например, солнечный свет, флуоресцентный свет и лампы накаливания имеют определенный цвет), человеческий мозг компенсирует источник света. Таким образом, хотя солнечный свет желтый и рассеянный свет от снега желтый, мозг видит снег как белый, потому что вся полученная мозгом картинка имеет желтый оттенок, который автоматически вычитаются.
источники
Бейли, М.; Джон Халлетт, Дж. (2004). «Скорость роста и привычки кристаллов льда между -20 и -70C». Журнал атмосферных наук. 61 (5): 514–544. DOI:10,1175 / 1520-0469 (2004) 061 <0514: GRAHOI> 2.0.CO; 2
Клезиус М. (2007). «Тайна снежинок». Национальная география. 211 (1): 20. ISSN 0027-9358
Найт, С.; Рыцарь Н. (1973). "Снежные кристаллы". Ученый американецтом 228, нет. 1, с. 100-107.
Смолли, И.Дж. "Симметрия снежных кристаллов". Nature 198, Springer Nature Publishing AG, 15 июня 1963 г.