Снежинки, которых мы не знаем

Опубликовано 06 February 2022
Отредактировано 12 February 2023
Журнал
Физика
Интересное
Cover Image
Впервые снежинки как кристаллы строгой формы описал немецкий астроном Иоганн Кеплер в работе «О шестиугольных снежинках» (1611 год).

В 1635 году формой снежинок заинтересовался французский философ, математик и естествоиспытатель Рене Декарт, написавший трактат «Опыт о метеорах». Декарт впервые нашел и описал достаточно редкую двенадцатиконечную снежинку. До сих пор неясно, при каких условиях она образуется.

В 1665 году Роберт Гук увидел с помощью микроскопа и опубликовал множество рисунков снежинок самой разной формы.

Снежинки и их разновидности

В первой части фильма мы знакомимся с разнообразием.

Секреты образования снежинок

Во второй части фильма раскрываются секреты возникновения фракталов - снежинок.

Классификация типов снежинок

Известно несколько классификаций снежных кристаллов. В 1951 году Комиссией снега и льда Международной ассоциации гидрологических наук предложена классификация, различающая семь основных форм кристаллов:

  • пластинки,
  • звездчатые кристаллы,
  • столбцы или колонны,
  • иглы,
  • пространственные дендриты,
  • столбцы с наконечниками
  • неправильные формы.

И еще три вида твердых осадков: мелкая снежная крупка, ледяная крупка и град.

Существует и более развернутая классификация.

При падении снежных кристаллов с ними может случиться многое - частичное таяние, столкновения друг с другом и с каплями воды. Вот почему наиболее часто встречаются нерегулярные кристаллы, не имеющие легко идентифицируемой формы. Иногда кристаллы представляют собой комбинацию нескольких форм.

Формы снежинок при различных температурах и влажности

С понижением температуры обычно снежинки становятся более мелкими. Меняется и форма снежинок: от красивых правильных звездочек - к пластинкам и неправильным столбикам.

Модель структуры льда
Модель структуры льда

Молекулы воды в кристалле льда формируют шестиугольную решетку. На рисунке ниже красные шары – это атомы кислорода, между ними – атомы водорода. Шестикратная симметрия снежинок берет свое начало от кристаллической решетки льда - между лучами кристалла возможны углы лишь в 60° и 120°. Каждая молекула воды окружена четырьмя ближайшими к ней молекулами, находящимися на одинаковых расстояниях от нее и размещенных в вершинах правильного тетраэдра.

Под капотом - SvelteKit. Иконки - Iconoir.