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.
