Почему все снежинки разные кратко
Обновлено: 05.07.2024
Исследователи говорят, что все многообразие форм снежинок практически никогда не повторяется. Изумительный факт, если учесть, что снежинок выпадает за всю зиму несметное количество! Как же такое возможно? Почему снежинки такие разные, как природе удается придать каждой свою неповторимую, уникальную форму?
Доказано, что на начальном этапе формирования все снежинки имеют одинаковую форму. Каждая снежинка вначале представляет собой правильный кристаллический шестиугольник. И если бы не продолжительное существование в холодных слоях атмосферы, так снежинки бы и оставались одинаковыми. Однако, за время своей жизни снежинка успевает побывать в различных условиях — с разной температурой, влажностью, плюс наличие множества других кристалликов льда, стремящихся стать снежинками. Все это приводит к тому, что первоначальный шестигранник начинает обрастать своеобразными веточками. Условия роста у всех снежинок разные, поэтому и облик у них становится со временем все более индивидуальный. Также бывают и микроаварии, когда сталкиваясь с другими кристалликами, снежинка утрачивает и приобретает дополнительные черты.
Набрав критическую для падения массу, снежинка устремляется к земле. Но и тут ее формирование не заканчивается — снежинка попадает в более теплые слои атмосферы, сталкивается с новыми вызовами и опять меняет форму. Мы же видим готовый продукт — прекрасную, неповторимую снежинку, даже не задумываясь о том, что пришлось ей пережить и через что пройти. А ведь по внешнему виду можно судить о том, как росла, формировалась снежинка, какой путь она проделала. Облик снежинки — это ее рассказ о собственном становлении по пути к земле. Чем дольше снежинка путешествовала, тем она крупнее и тем интереснее ее узор.
Данные науки говорят о том, что более половины снежинок образуются вокруг микроскопических частиц грунта, которые тем или иным образом попадают в верхние слои атмосферы. Что интересно, сами снежинки не белые, а прозрачные, однако, на земле они действуют как призма, рассеивая солнечный свет, превращая выпавший снег в белую массу.
Вот почему снежинки разной формы.
О том, что разнообразные неповторимые формы снежинок в природе существуют в огромном количестве, знают все. Но, многие не догадываются, что у этих тончайших ажурных кристаллов есть своя классификация. Благодаря тому, что ученые поняли принцип их формирования, стало возможным создавать кристаллические формы заданных параметров.
Лабораторные исследования доктора Кеннета Либбрехта
Изучению снежинок и принципам образования их форм в природе посвятил свои исследования американский ученый Кеннет Либбрехт. Своими достижениями он поделился с человечеством в двух книгах, успешно раскупаемых любознательными читателями. Он научился в своей лаборатории создавать искусственно дизайнерские снежные кристаллы. Ведь Либбрехт настолько досконально изучил природу их формирования, что может создавать такими, какими пожелает. Для этого ученый изменяет главные условия: температуру и влажность воздуха. За ростом кристаллических объектов он наблюдает на мониторе компьютера.
Либбрехт любит работать с, созданными искусственно объектами. Ведь идеальные формы снежинок в природе поймать трудно. Пока они летят к земле на них влияет много факторов, искажающих и разрушающих идеальные линии.
Какие формы снежинок бывают в природе
Идею о том, что формы снежных кристалликов, падающих с неба, всегда разные высказал впервые американский метеоролог Вилсон Алвин Бентли. Невозможно найти две абсолютно одинаковые структуры. Бентли первым сделал снимок частичек снега крупным планом в 1885 г. Но, он фотографировал лишь самые красивые экземпляры, выбирая их из сотен и тысяч других. Поэтому у большинства людей сложилось шаблонное представление об этих объектах. На самом деле снежинки в природе могут приобретать самые разные, порой, причудливые формы.
Классификация форм
Форма снежинок в природе не обязательно плоский шестиугольник. Они могут представлять собой столбики, иглы, розетки и т. д. Появляются все эти фигуры спонтанно. Ведь у кристаллов нет никакого ДНК, хранящего информацию или чертежа. Все эти объекты формируются из обычного водяного пара.
По классификации Кеннета Либбрехта классификация снежинок насчитывает 35 типов. Но, в разное время их классифицировали по-разному. Иногда их собирали в группу из 41 или 70 видов. По классификации японских физиков снежные кристаллы бывают 108 типов.
Почему формы снежинок в природе разные?
Причиной тому, что обычный лед в атмосфере принимает огромное количество разных форм являются условия, в которых конденсируются капельки воды. Когда на частичках пыли собираются крошечные капли, они некоторое время остаются в жидком состоянии, даже когда температура опускается ниже точки замерзания. Но, наступает момент, когда одна из частичек леденеет. Молекулы внутри капли замирают. Образуется кристаллическая гексагональная структура. Она получается таковой благодаря свойствам молекулы воды. Далее начинается формирование гексагонального кристалла.
Ледяная гексагональная призма имеет восемь граней: две у основания и шесть боковых. Если быстрее начнут расти основания – получится снежинка в форме столбика. Если процесс кристаллизации начнется на боковых гранях, то начнет образовываться привычная нам плоская снежинка. Шестигранник у основания является залогом появления лучевой шестигранной симметрии.
Одна снежинка в природе вырастает приблизительно за 30-40 минут. В ее формировании участвуют сотни тысяч капель. Тип снежного кристалла определяют два условия: температура и степень насыщения влагой атмосферы. Несмотря на то, что фактора всего два, взаимодействуют они сложным образом. Посмотреть, какая форма образуется при каких условиях можно на диаграмме, разработанной учеными.
Почему у снежинок все лучи одинаковые?
Симметрия лучей снежинки обусловлена тем, что растут они одновременно с каждой стороны, находясь в одинаковых условиях. При перемещении кристалла в атмосфере и изменении среды, соответствующие процессы идут на всех лучах одновременно.
Почему в природе не бывает двух одинаковых снежинок?
Пока снежный кристалл летит к земле, он проходит через разные слои атмосферы с разными условиями. Причем, для каждой частички они индивидуальны. Именно поэтому в природе не бывает двух одинаковых снежинок. Они уникальны, так как каждая прошла свой особенный путь формирования.
Но, если заниматься выращиванием снежных кристаллов в лаборатории, то можно утверждать, что в природе существует две снежинки одинаковой формы. Для их создания нужно лишь в точности повторить последовательность изменения условий.
Кеннет Либбрехт считает вопрос, почему формы снежинок в природе разные, немного наивным. Ведь уникальные условия становятся причиной того, что нет двух абсолютно одинаковых растений или даже песчинок. Все потому, что сложные структуры можно создать большим количеством способов. Это можно сравнить с жизнью человека. Ведь ни один индивидуум не может повторить жизненный путь другого в точности. Отсюда и разность привычек, отличие внешности и пр.
Если на минутку остановиться и поймать крошечную снежинку, можно увидеть в ней непостижимую бесконечную красоту мироздания. Каждая снежинка имеет своё одеяние. Одна украшена зубчатыми лучиками, другая имеет остроконечные стрелы, а третья и вовсе похожа на звёздочку с крошечными лучиками.
Тайна ледяных кристалликов всегда интересовала учёных. Только недавно великие умы смогли доказать, что снежинка появляется из пара, а не из дождя. Настоящие снежинки формируются из пара, который конденсируется на ледяном кристалле. Этот кристаллик льда впоследствии послужит фундаментом для какой-нибудь снежинки. Несмотря на то, что лёд может образоваться из капли воды, дальнейший рост снежинки происходит только за счёт прикрепления молекул пара.
Несмотря на разнообразие узоров, все снежинки симметричны. Это можно объяснить строением кристаллической решётки льда. Дело в том, что молекулы льда образуют шестиугольные призмы. Именно они и обуславливают появление шестилучевых снежинок. Какую бы вы снежинку не взяли, везде можно усмотреть шестилучевую симметрию. Благодаря этой симметрии снежинка может иметь достаточно сложные формы.
Кроме эстетической функции снежинки таят в себе и практическую. Они способны очищать воздух от загрязнений. Пыль и гарь оседает между мохнатыми лучиками и застревают там, благодаря чему дышать становиться легче. Многие замечали, как во время снегопада воздух становился чистым и необычайно свежим.
Облик каждой снежинки зависит от её маршрута. Красота граней зависит от влажности воздуха, температуры и других параметров. Чем шире ареал снежинки, тем более причудливую форму она принимает. Если вы заметите снежинки больших размеров, значит их путь был достаточно длинным и долгим. Во время падения снежинка растёт за счёт нарастания бугорков на её гранях.
Несмотря на то, что снежинки имеют белый цвет, на самом деле они прозрачны. А всё дело в том, что лёд преломляет и отражает солнечный свет множество раз благодаря своим многочисленным граням. После такого количества преломлений всевозможные отражения рассеиваются и ледяные кристаллики возвращают в основном только белые лучи.
Кристаллы льда
«Дело в том, что снежинки превращаются в твёрдые тела из парообразного состояния, а те, которые мы наблюдаем в холодильнике, - из жидкого, - рассказывает Анна Купцова. - Может быть, пакеты или контейнеры с продуктами были влажными или морозилка отключалась на некоторое время и лёд подтаял. Образование снежинок, которые мы видим на улице, с невероятными по красоте узорами, происходит очень высоко, порядка 4-5 тыс. метров над землёй. Там температура воздуха достигает сорока градусов мороза. В зависимости от того, на каком уровне находится облако, какова температура в данный момент, влажность, и т. д., формируется узор.
Откуда идеальные формы?
В обычный снегопад мы не задумываемся, что каждая снежинка при изучении её в микроскоп может поражать правильностью и сложностью форм.
«Все снежинки идеальной шестигранной формы. Структура молекулы воды обуславливает именно такую форму кристалла, поэтому между его лучами возможны углы лишь 60° и 120°.
Почему все разные?
При том, что все снежинки идеальны по своей форме, не бывает абсолютно одинаковых. На высоте каждая проходит через разные сочетания влажности, давления и температуры.
При температуре от 0 до -5 градусов получаются обычные пластины, от -5 до -10 градусов кристаллики льда собираются в острые длинные иголочки, от -10 до -20 градусов шестигранники увеличиваются не по краям, а в ширину. Бывает, из-за ветра получаются асимметричные снежинки, так как часть их разрушается. Всего в одной снежинке около 200-300 кристалликов льда. Весит она около миллиграмма.
Если вы хотите сфотографировать снежинку на макрокамеру, надо делать это очень быстро: когда тело спустилось с неба, его кристаллики перестают расти и почти сразу же начинают терять чёткость граней. А если снежинка упадёт на ладошку, то в одну секунду закончит свою красивую жизнь.
Читайте также: