Czy kiedykolwiek spojrzałeś na płatek śniegu i zastanawiałeś się, jak się uformował lub dlaczego wygląda inaczej niż inny śnieg, który mogłeś zobaczyć? Płatki śniegu są szczególną formą lodu wodnego. Płatki śniegu tworzą się w chmurach, które składają się z pary wodnej. Gdy temperatura wynosi 0 ° C (32 ° F) lub mniej, woda zmienia się z postaci płynnej w lód. Kilka czynników wpływa na tworzenie płatków śniegu. Temperatura, prądy powietrza i wilgotność wpływają na kształt i rozmiar. Cząsteczki brudu i pyłu mogą się mieszać w wodzie i wpływać na wagę kryształu i jego trwałość. Cząsteczki brudu sprawiają, że płatek śniegu jest cięższy i może powodować pęknięcia i pęknięcia w krysztale oraz ułatwić stopienie. Tworzenie się płatków śniegu jest procesem dynamicznym. Płatek śniegu może napotkać wiele różnych warunków środowiskowych, czasami topiąc go, czasami powodując wzrost, zawsze zmieniając jego strukturę.
Kluczowe informacje: Pytania dotyczące płatków śniegu
- Płatki śniegu to kryształy wody, które opadają jak opady atmosferyczne, gdy na zewnątrz jest zimno. Czasami jednak śnieg pada, gdy jest nieco powyżej punktu zamarzania wody, a innym razem marznący deszcz pada, gdy temperatura jest poniżej zera.
- Płatki śniegu mają różne kształty. Kształt zależy od temperatury.
- Dwa płatki śniegu mogą wyglądać identycznie jak gołym okiem, ale będą różne na poziomie molekularnym.
- Śnieg wygląda na biały, ponieważ płatki rozpraszają światło. W słabym świetle śnieg wydaje się jasnoniebieski, który ma kolor dużej objętości wody.
Jakie są typowe kształty płatków śniegu?
Zasadniczo sześciokątne sześciokątne kryształy mają kształt wysokich chmur; igły lub płaskie sześciokątne kryształy mają kształt średnich chmur i szeroka gama kształtów sześciokątnych powstają w niskich chmurach. Niższe temperatury wytwarzają płatki śniegu z ostrzejszymi końcami po bokach kryształów i mogą prowadzić do rozgałęzień ramion płatka śniegu (dendryty). Płatki śniegu, które rosną w cieplejszych warunkach, rosną wolniej, co powoduje gładsze, mniej skomplikowane kształty.
- 32-25 ° F - Cienkie płytki sześciokątne
- 25-21 ° F - Igły
- 21-14 ° F - puste kolumny
- 14-10 ° F - Płytki sektorowe (sześciokąty z wgłębieniami)
- 10-3 ° F - Dendryty (koronkowe kształty sześciokątne)
Dlaczego płatki śniegu są symetryczne (takie same na wszystkich stronach)?
Po pierwsze, nie wszystkie płatki śniegu są takie same ze wszystkich stron. Nierówne temperatury, obecność brudu i inne czynniki mogą spowodować, że płatek śniegu będzie koślawy. Ale to prawda tyle płatków śniegu są symetryczne i skomplikowane. Wynika to z faktu, że kształt płatka śniegu odzwierciedla wewnętrzny porządek cząsteczek wody. Cząsteczki wody w stanie stałym, takim jak lód i śnieg, tworzą słabe wiązania (tzw wiązania wodorowe) z każdym innym. Te uporządkowane układy dają symetryczny, sześciokątny kształt płatka śniegu. Podczas krystalizacji cząsteczki wody wyrównują się, aby zmaksymalizować siły przyciągające i zminimalizować siły odpychające. W konsekwencji cząsteczki wody układają się w określonych przestrzeniach i w określonym układzie. Cząsteczki wody po prostu dopasowują się do przestrzeni i zachowują symetrię.
Czy to prawda, że nie ma dwóch identycznych płatków śniegu?
Tak i nie. Nie ma dwóch płatków śniegu dokładnie identyczne, aż do dokładnej liczby cząsteczek wody, spin elektronów, zawartość izotopu wodoru i tlenu itp. Z drugiej strony tak jest dwa płatki śniegu mogą wyglądać dokładnie tak samo i każdy płatek śniegu prawdopodobnie miał dobre dopasowanie w pewnym momencie historii. Ponieważ tak wiele czynników wpływa na strukturę płatka śniegu i ponieważ struktura płatka śniegu jest stale zmieniając się w reakcji na warunki otoczenia, jest nieprawdopodobne, aby ktokolwiek widział dwa identyczne płatki śniegu.
Jeśli woda i lód są czyste, to dlaczego śnieg wygląda na biały?
Krótka odpowiedź jest taka, że płatki śniegu mają tak wiele powierzchni odbijających światło, że rozpraszają światło na wszystkie jego kolory, więc śnieg wydaje się biały. Dłuższa odpowiedź ma związek ze sposobem, w jaki ludzkie oko postrzega kolor. Mimo że źródłem światła może nie być naprawdę „białe” światło (np. Światło słoneczne, świetlówki i żarówki mają określony kolor), ludzki mózg kompensuje źródło światła. Tak więc, mimo że światło słoneczne jest żółte, a rozproszone światło ze śniegu jest żółte, mózg widzi śnieg jako biały, ponieważ cały obraz otrzymany przez mózg ma żółty odcień, który jest automatycznie odjęte.
Źródła
Bailey, M.; John Hallett, J. (2004). „Tempo wzrostu i nawyki kryształków lodu między -20 a -70 ° C”. Journal of the Atmospheric Sciences. 61 (5): 514–544. doi:10.1175 / 1520-0469 (2004) 061 <0514: GRAHOI> 2.0.CO; 2
Klesius, M. (2007). „Tajemnica płatków śniegu”. National Geographic. 211 (1): 20. ISSN 0027-9358
Knight, C.; Knight, N. (1973). „Kryształki śniegu”. Amerykański naukowiec, vol. 228, nr 1, pp. 100-107.
Smalley, I.J. „Symetria kryształów śniegu”. Nature 198, Springer Nature Publishing AG, 15 czerwca 1963 r.