雪花形状都不一样是为什么

来源: 时间:2016-06-05 热度:134

   晶体学让我们能够研究雪花晶体中的原子排列,虽然它们的排列几乎是相同的,但当它们开始结晶的时候,没有哪两个雪花是完全一样的事实上雪花的形状数目是相当惊人的,一片雪花最开始是一粒漂浮在云层里的灰尘,空气中的水蒸气会粘附在灰尘颗粒上液滴会直接变成冰。

 
  冰冻的液滴表面会形成晶面,然后会形成一个顶部和底部是六边形的棱柱体,每个棱柱面上会形成一个凹陷,因为冰在边缘的地方形成速度最快,边角的快速结冰会形成6个分支,每个分支上的线条都是晶面上的凹凸形成的,这六个分支就形成了六边形的角。
 
  之所以这样是因为水分子的化学键就是六边形的,当温度降低到零下13摄氏度的时候边角上形成的冰会变窄,零下14度的时候,每个分支上会形成新的侧分支突然晶体会遇到一阵暖空气,然后又遇到冷空气,就会形成更多的侧分支。晶体渐渐变暖和,使得它的边缘变得长而窄,晶体遇到更暖和的空气之后,冰形成的速度回变慢,它的边角会变宽。
 
  最后这种独特而精致的结构掉落到地上,伴随着无数个其它雪花。非常酷吧!多年来晶体学家一直在根据它们的原子的排列方式来给雪花晶体分类。
 
  1930年代有21种不同的雪花分类,到2013年这个数字已经上升到了121。为了在分子水平上观察雪花晶体,科学家们用一束X射线打过雪花样品X射线会在雪花晶体当中的每个原子上折射到不同的方向,就像迪斯科舞厅里的灯光一样。
 
  通过观察这些光束折射到哪里,我们可以计算出雪花当中原子的排列方式。这样就能从原子水平上观察它,谁知道到2016年晶体学家们会发现什么新的雪花晶体分类呢!可以肯定的是,不断变化的环境意味着,雪花晶体可以拥有你无法想象的排列形状
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