讲解员:雪花

冬天已经来临,也许有点季节性雪。但随着气温凉爽,早上雪人,这是值得仔细看看发生了什么当水冻结和翻滚的天空。

雪花形式如何?

两个词:过冷和过饱和。空气都需要形成雪花。这是一个微妙的过程,当它出现问题你把事情像冰雹,冰雹或霰。

取决于温度,空气可以容纳一个特定数量的气态的水-热它是更多的水蒸气可以在空气中。当温度下降时,水并不一定总是凝结(形成的液滴)或存款立即(形成固体颗粒);相反,空气相对湿度达到100%以上,成为过饱和。

水在0°C只冻结是否有动力去这样做。很小,微小肿块表面容器中的水被冷却,或过饱和空气中尘埃颗粒,通常提供足够的推动。如果这不会发生,水成为过冷,剩余液体低于冰点。当过冷液体水打扰它立即冻结,在过饱和空气,这导致了雪花。

虽然这些看起来很可能条件定期发生,幸运的是,他们经常发生在那些大型气溶胶堆漂浮在空中我们所说的云。在雪云,过冷水冻结尘埃粒子周围形成第一个微小的冰晶。然后,它吸引了更多的水从过饱和空气,这成复杂的形状明朗化了。

有什么区别雪、霜、霰、冰雹和冰雹吗?

霜的表面形式,当水滴冻结对象。这种情况经常发生在地面上,但每一个固体表面能吸引霜——甚至雪花。当大量的雪花上霜形式,可以粘在一起,从天空坠落泥泞的blob。这种状态被称为霰,一个名字一样的站在淋浴的感觉的东西。

冰雹和雨夹雪,另一方面,是很难不规则的六角雪花冰丸完全不同的复杂的结构。冰雹在沉重的雷暴通常落在温暖的天气,而雨夹雪是气候寒冷的现象。冰雹和雨夹雪开始他们生活水滴突然冻结接触零下的云层时,尽管雨夹雪也可以如雪开始融化,然后凝结。

为什么雪花总是有6个方吗?

1611年,德国天文学家约翰尼斯·开普勒提出一些基本单位组成的晶体形成六边形由于堆栈。他当然有正确的想法,即使这将是另一个200年,直到人们发现物质是由原子和分子构成的。简单、六角排列的水分子在冰使雪花六个方面。

六个水晶方面反映了这种分子几何。这是因为一些晶体表面有很多免费的债券以附加更多的分子因此增长速度比那些已经饱和的债券。

等待。我的圣诞树有五角雪花…

对不起,圣诞装饰品展示五角或八角形的雪花可以被视为科学的垃圾——他们不存在。然而,并非所有的雪花六面。三角形的雪花开始是六边形,但是周围的气流不断增长的晶体延长交流方面和缩短了其他三个,水晶变成三角形。当两个六角片粘在一起,成长为一个水晶,你甚至可以得到twelve-branched晶体。

雪花看起来就像六角棱镜为什么不?

日本物理学家Ukichiro Nakaya是第一个找出一个雪花的形状告诉的故事。1930年,他拿起一个有前途的研究工作,但当他到达时,他发现大学没有钱买任何他工作所需的设备x射线。地区缺乏的实验室装备弥补了无限供应的下雪。他开始研究晶体,使第一个人造雪花,他成长的个人兔子毛。

每一片雪花开始作为一个六角棱镜——它可以短而平的像一个六面硬币或细长的小东西,例如铅笔之类。最终,六角分支和开始,因为它的角落伸出更寒冷的空气,水分子等待冻结到什么高度,使它们生长速度比其余的结构。分支是最终控制着雪花错综复杂的形状。

为什么每个雪花看起来不同?

在他们的云生产周期,雪花暴露在一系列不同的温度和湿度。晶体的生长是敏感甚至丝毫的改变环境,找到的可能性两个完全相同的天然雪花非常小。(在实验室条件可以精确控制,科学家们已经成功地成长同卵双胞胎雪花。)

然而,人们希望找到模式混乱意味着有悠久传统的试图把雪花。1675年,德国医生弗里德里希Martens编目24类型的雪花。在1832年,这个数字已经增长到了86类型,这是由日本大名Doi Toshitsura描述的。其它更近期的分类列表。最近一次统计有超过100种,包括著名的恒星树突还更不寻常的子弹圆花饰或限制列。

根据Nakaya的研究,最大的——也可以说是漂亮的树突雪花生长在非常潮湿的云在-15°C。

我怎么能让自己的完美的雪花吗?

你需要很多的耐心像Nakaya——他设法产生第一颗人造雪花三年后他的首次尝试——或者设备的几千英镑。£4000制冷系统和一些£1500的温度控制器是最低限度的,如果你想看照片你的雪花,一个高质量的显微镜和摄像系统也将派上用场。与固体物理学的知识,这就是加州理工学院的研究人员肯尼斯·利使他的雪花——他甚至成功地生长测量直径超过1厘米。

然而,利也开发了一个方法,每个人都试图在家里,尽管它只给你树突而不是适当的雪花。

如果你有幸生活在一个地方,经常下雪,为什么不试着保护你最喜欢的片?你所需要的是一些显微镜玻片,液体超强力胶水,一个小画笔和一些黑纸板或布。确保所有项目pre-cooled 0°C以下,冰箱里或外。然后把纸板或布等。

一旦你发现了一个很好的标本上的布,把它捡起来小心地用刷子。把它在幻灯片上,添加一个液滴的强力胶和盖玻片上。保持整个冰箱里(或如果它足够冷外),直到强力胶干燥,需要至少两天。之后,你可以保持在室温下的雪花为你收集的第一部分。