Что представляет собой снежинка?

Снежинка - это замороженный кристалл воды, имеющий форму шестилучевого многогранника. При температуре окружающего воздуха в тридцать градусов мороза, легкие замороженные кристаллы воды выпадают в виде осадков на землю, образуя на ней снежный покров. Кристаллы образуются в замороженных облаках при их переходе из парообразного состояния в замороженную, кристаллическую, твёрдую фазу. На возникновение и рост водных кристаллов — снежинок, напрямую оказывает свое непосредственное влияние, температура и влажность окружающего воздуха.

Процесс «рождения» и формирования снежинки.

В облаках, при температуре воздуха, опускающейся ниже пятнадцати градусов под нулевой отметкой, образуются кристаллы заледеневшей воды. Каркасом, или ядром этих кристаллов, являются микроскопические льдинки. Когда к ядру присоединяются молекулы воды, они придают снежинке шестигранную форму. Эта форма снежинки зависит от молекулярного строения воды и ее необыкновенных свойств. Являясь пирамидой, содержащей в своем центре кислород, а на ее вершинах располагается водород. Снежинка — это стремительно выросший в неравновесных условиях кристаллик льда. Шестигранники имеют свойство расти вдоль своей оси, а так же запросто могут расти и перпендикулярно этой оси. В результате этого процесса и становится возможным формирование различных по своей форме и размерам снежинок. Это очень различающиеся между собой кристаллические образования, принимающие форму шестиугольных звёздочек, столбиков или иголочек.

В разные времена и очень отличающиеся между собой по сферам деятельности исследователи, интересовались строением и свойствами снежинок. Например, в первой половине семнадцатого века выдающийся ученый своего времени - астроном И.Кеплер, создал целый трактат, с подробным описанием шестиугольных снежинок. Через некоторое время, известный ученый — Р.Гук, представил к публикации, выполненные им самим собственноручно, рисунки снежинок различающихся по своей форме. Во второй половине девятнадцатого века, американский ученый - У. Бентли, впервые и очень удачно, сфотографировал снежинки под микроскопом. Впоследствии К. Либбрехт и У. Накайя развили теорию о прямой зависимости уникальной формы снежинок от окружающих ее внешних факторов среды – показателей влажности и температуры воздуха. Они подтвердили это в своих экспериментах, поставленных в лабораторных условиях. Для этого они выращивали в своей лаборатории кристаллы льда, и изучали подробно весь процесс «рождения» и «роста» снежинок. Эти работы Кеннета Либбрехта можно увидеть на сайте SnowCrystals.com.

В снежинке, в одно и то же время, уживаются вместе и порядок, и хаос. Имея гексагональную решетку, атомы кислорода в снежинке имеют упорядоченность, а атомы водорода - находятся в полном хаосе. Снежинка имеет свою уникальную форму и ровные грани, благодаря особенной ориентации молекул в решётке и расположению свободных водородных связей. Когда молекулы пара заполняют собой пустоту вокруг, снежинки приобретают форму с ровными краями. Они летят с неба при относительно небольшой влажности и это не зависит, теперь уже, от температуры окружающего воздуха.

Во время полета снежинки, на ее гранях появляются характерные неровности. Каждая из неровностей притягивает к себе молекулы воды и снежинка постепенно увеличивается. До того, как упасть на землю, снежинка долго летит. В это время она чаще своими выпуклыми бугорками, чем гранями, соприкасается со все новыми, и новыми молекулами воды. В результате, на этой основе, из каждой грани очень быстро вырастают толстенькие лучики. При этом, на бугорках лучика образуются мелкие, множественные ответвления. В полете абсолютно все грани одной снежинки, находятся в идентичных условиях, способствующих их равномерному росту и формированию лучиков на абсолютно всех гранях снежинки. В идеальных условиях специализированных лабораторий, происходит симметричный рост всех шести лучиков снежинки и ответвления лучиков снежинки так же растут симметрично. В естественной атмосфере земли, при полете, рост снежинки подчиняется натуральным условиям, существующим по законам природы. Снежинки - это, так называемые, нерегулярные кристаллы, а потому только часть из шести направляющих лучиков имеет склонность к симметрии.

Что делает снег белым? Ведь образуясь из водных кристаллов, являющихся прозрачными, он, скорее, тоже должен быть бесцветным! Просто при замерзании солнечный свет, проходя сквозь снежинку, частично теряет лучи из спектра красного и желтого цвета, они не отражаются, и только лишь лучи голубого, ярко-синего или голубовато-зеленого цвета становятся видимыми. Именно физические свойства воды определяют цвет снега. На девяносто пять процентов снежинка состоит из воздуха, поэтому при прохождении между кристаллами, свет отражается от их многогранных поверхностей, затем рассеивается в воздухе, расположенном между этими кристаллами, и становится белого цвета.

Но снег может быть не только белым, он изменяет свой цвет, если содержит те или иные примеси, которые могут запросто попасть в него откуда угодно. В горах и Арктике часто встречается снег розового или даже красного цветов. Это происходит благодаря водорослям, поселившимся и прекрасно живущим между кристаллами снега. В 1969 году в Швеции множество людей стали очевидцами того, как с неба падал снег абсолютно черного цвета, окрашенного промышленными выбросами дыма и копоти в атмосферный воздух. А когда в 1955 году в одном из штатов США наблюдали светящийся в темноте снег, причину этого явления объяснить так и не смогли!

Скорость падения снежинок на землю очень мала — она составляет не более 0,9 км/ч. Это происходит от того, что при относительно большом размере хлопьев снега, снежинка почти ничего не весит, ее вес составляет около одного-двух миллиграммов. И лишь немногие из снежинок способны долететь до земной поверхности, а многие из них исчезают - тают, еще в воздухе. Абсолютно каждая снежинка имеет собственную уникальность и существует абсолютно в единственном числе; каждая из снежинок не может повторить ни одной из своих «соплеменниц» ни по форме, ни по размерам. У. А. Бентли, который увлекался изучением погодных условий и их особенностей, на протяжении почти полувека фотографировал различные снежинки, для того, чтобы проверить, на самом ли деле это так. И ему ни разу не удалось обнаружить одинаковых снежинок в течение всех этих лет!..

Свежие Видео