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雪花是美麗的晶體,它們在落下時會粘在一起,形成雪花。 一片雪花的大小通常在公釐之間。 雪花很輕,單片雪花的重量只有幾克。
雪花的形狀很多,有星形、柱形、雪花等,但基本形狀都是六邊形的,所以古人有句“草木花五花以上,光是雪花就六朵”。
為什麼雪花如此六邊形,如此多變?
小冰是因小冰晶的放大而改變的,冰分子多為六邊形,因此雪花的形成多為六邊形。 雪花形狀的多樣性與其形成時的水蒸氣條件密切相關。
對於六角片狀冰晶,由於其表面、邊緣和角的曲率程度不同,它們相應地具有不同的飽和水蒸氣壓,其中角上的飽和水蒸氣壓最大,其次是邊緣,平面上最小。 在水蒸氣壓相同的情況下,由於冰晶表面、邊緣和角落的飽和水蒸氣壓力不同,冰晶的凝結生長也不同。 如果雲中的水汽不是很豐富,則實際水蒸氣壓僅大於平面的飽和水蒸氣壓,水蒸氣僅在表面凝結,形成柱狀雪花; 如果水蒸氣多一點,實際水蒸氣壓大於邊緣的飽和水蒸氣壓,水蒸氣會在邊緣和表面凝結,因為冷凝的速度也與彎曲程度有關,在彎曲程度大的地方凝結較快, 所以冰晶邊緣的凝結比表面的凝結要快,此時形成的薄片更多;如果雲中的水蒸氣非常豐富,實際水蒸氣壓大於拐角處的飽和水蒸氣壓,使表面、邊緣、拐角有水蒸氣凝結,但尖角位置突出,水蒸氣**最充足,冷凝增快, 所以它形成更多的樹枝狀或星狀雪花。
此外,冰晶的不斷運動以及它們暴露在冰晶中的溫度和濕度條件的變化,導致冰晶的各個部分以不同的速度生長,從而產生各種雪花。
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它與水分子的角度有關,也與水的結晶習性有關。 大氣中水蒸氣凝結結而成的天然冰雪的結晶性質屬於六方晶系。 六方晶系有四個晶軸——乙個長軸加三個輔助軸。
三個輔助軸分布在同一平面上,並以六十度角對稱相交。 至於主晶軸,則從三個輔助軸的交點繪製,井垂直於輔助軸形成的平面。 六邊形晶體系統最典型的代表是幾何形狀上的規則六面體圓柱體。
當水蒸氣結晶時,如果主晶軸發展得比其他三個輔助軸發展得慢而短,那麼雪的形狀就變成了六邊形的雪花,如果主晶軸發展得快,延伸得更長,那麼雪的形狀就變成了六邊形。 大氣中的溫度對雪花的形狀起著很大的作用。 如果溫度高,容易產生六角形雪花,如果溫度低,容易產生柱狀雪晶。
根據許多科學家的觀察和研究,當大氣溫度低於-25時,雪的形狀大多是六稜柱形,主晶軸發育。 在-25-15的溫度下,雪的晶體多為六角形薄片; 當溫度為-15 0時,天空中的大部分雪都是美麗的六角星形。
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並非所有的雪花都是六邊形的。 這與它們是如何形成的有關。
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雪花是六邊形的,原因如下:
在結晶過程中,大氣中的晶體在主晶軸方向上趨於緩慢生長,而三個輔助軸方向則要快得多,冰晶多為六角形薄片。 當大氣中水蒸氣豐富時,周圍的水分子不斷結合成原有的晶片,其中雪花的六個頂角首當其衝,使頂角出現一些突起和分支。
這些樹枝生長到一定程度,然後再次分叉。 次級分部與母枝成60度角,這樣就形成了六角星形雪花。 雖然每片雪花整體上都是六角星的形狀,但在微妙的形狀上卻有很多差異。
有人收集了不同形狀的雪花,發現了6000多種不同形狀的雪花。
雜項
事實上,雪花不僅是扁平的六邊形,而且濕度、溫度、氣壓等不同條件也會將它們塑造成各種新穎的形狀。
例如,在 5 左右形成的雪花可能是柱狀的。 還有三角形和不規則顆粒等形狀。 一般來說,空氣濕度越高,雪花生長得越快,樹枝越細。
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01 當大氣中的水分子冷卻到冰點以下時,它們開始凝結並形成水晶,即冰晶。 冰晶屬於六方晶系,冰晶結合形成的雪花也呈六方。
人們早就知道雪花的形狀。 中國西漢的韓嬰發現:“五花五多,雪花就只有六片。
也就是說,雪花是六瓣的,六邊形的。 雪花有多種形式,但每片雪花都是六角形的,這是大自然呈現給我們的美麗,對我們來說也是乙個問題。 那麼為什麼雪花大多是六邊形的呢?
因為雪花的基本組織是冰胚,所以每個冰胚都是由5個水分子組成的。 其中四個水分子位於乙個四面體的頂角,乙個位於四面體的中心。 許多冰胚相互連線形成冰晶,許多冰晶結合形成雪花。
因此,雪花的六邊形與一些水分子如何結合形成冰胚,以及冰胚如何結合形成冰晶有關。
如果將冰胚組合成一排,我們不僅可以看到原來的六邊形晶體,還可以看到隨著水分子乙個接乙個地結合,新的六邊形晶體是如何從原來的六邊形雪花中生長出來的。
雪花主要有兩種形狀,六角形和六角形。 六角形的雪花又細又尖,而稜角分明的雪花類似於從卷筆刀上剪下來的鉛筆屑。 如果雪花周圍的空氣高度飽和,冰晶會隨著尺寸的增加而迅速增長並改變形狀。
通常六邊形的雪花會演變成六邊形的星形雪花。
當它增加到一定程度並因重力而下落時,它保持原來的形狀,變成六邊形或六邊形的雪花片。 如果雪花周圍的空氣高度飽和,冰晶會隨著尺寸的增加而迅速增長並改變形狀。 通常六邊形的雪花會演變成六邊形的星形雪花。
根據研究,雪花在漂浮在空中時會振動,這種振動是在對稱點周圍進行的。 這樣,生長過程中的雪花就得到了保證,始終保持六邊形。 至於六邊形,則與雪花漂浮在空氣中時空氣中不同的溫度和濕度條件有關。
也有人研究過不同形狀的雪花,有6000多種不同的微妙形狀!
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由於冰晶是六邊形的,因此冰晶形成的雪花也是六邊形的。 空氣中含有大量的水蒸氣,如果水蒸氣在空氣中遇到零度以下的溫度,就會形成冰晶。 冰晶是微小的,微小的,六邊形的。
當冰晶漂浮在空氣中時,它們碰到水蒸氣時會變成雪花。
《漢詩傳》曾記載:“凡有五種植物,樹木和花,六片雪花,孤零零。 也就是說,雪花是六瓣的,六邊形的。
其實這與水蒸氣凝結晶的結晶習性有關,水蒸氣凝結的雪花和天然水凍結的冰都屬於六方晶系。 晶體和冰晶一樣,是六方晶體體系之一,不同之處在於晶體是一氧化矽的晶體,而冰晶是水的晶體。
六方晶系由四個晶軸組成,其中三個輔助軸在乙個基面上以60°角相互相交,第四軸(主晶軸)垂直於三個輔助軸形成的基面。 水蒸氣結晶時,如果主晶軸發展得比其他三個輔助軸快,並且延伸很長,那麼晶體就會形成柱狀; 如果主晶軸發展緩慢且很短,則晶體形成片狀。 雪花之所以都是六邊形的,是因為晶體沿主軸的生長速度比沿三個次軸生長慢得多。
除了六角形的雪花,科學家們還發現了自然界中三角形雪花的存在。 為了解開這個謎團,科學家在實驗室裡模擬了類似於自然降雪的條件來製造雪花,通過記錄各種不同形狀的雪花晶體,他們最終發現一些三角形的雪花晶體仍然有六個邊,但由於它們都是由六個邊組成的,三長三短, 它們看起來像三角形。科學家指出,這種情況一般是由於雪花落下時,微小的塵埃顆粒等雜質會導致雪花的某個邊緣傾斜,在風的作用下,向下斜坡的邊緣會增長得更快,從而形成三角形。
雖然雪花的基本形狀是六邊形,但在微妙的形狀上存在許多差異。 世界各地的許多雪花圖案收藏家都拍攝了數千片雪花**,並發現了大量不同的雪花。 雪花的魅力在於,雖然它的基本形狀是六邊形的,但在自然界中幾乎不可能找到兩片一模一樣的雪花,就像地球上沒有兩個一模一樣的人一樣。
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雪的形狀因情況而異,多為六角形,但也有片狀雪花、分枝雪花、星狀雪花等。 這是因為冰的分子多是六邊形的,而對於六邊形的片狀冰晶,由於它們在表面、邊緣和角落上的曲率不同,它們相應地具有不同的飽和水蒸氣壓,其中角上的飽和水蒸氣壓最大。 事實上,水蒸氣壓是一樣的,冰晶各部分的飽和水蒸氣壓不同,凝結生長也不同。
雪的形狀因情況而異,多為六角形,但也有片狀雪花、分枝雪花、星狀雪花等。 這是因為冰的分子最多是六邊形的,而對於六角冰晶來說,由於其表面、邊緣和角的曲率不同,它具有不同的飽和水蒸氣壓,其中角上的飽和水蒸氣壓最大,邊緣次,平面上最小。 在實際水蒸氣壓相同的情況下,由於各部位的飽和水蒸氣壓不同,冰晶的凝結生長也不同。
例如,當實際水蒸氣壓僅大於飛機的飽和水蒸氣壓時,水蒸氣僅在表面凝結,形成柱狀雪花。 當實際水蒸氣壓大於邊緣的飽和水蒸氣壓時,邊緣和表面都會發生冷凝。 因為凝結的速度也與曲率有關,所以在曲率大的地方凝結速度較快,因此冰晶邊緣的凝結比表面的凝結更快,形成的薄片較多。
當實際水蒸氣壓大於拐角處的飽和水蒸氣壓時,雖然表面、邊緣、拐角有水蒸氣凝結,但尖角處的位置突出。 水蒸氣**最充足,冷凝生長最快,因此多形成樹枝狀或星形雪花。 再加上冰晶的不斷運動和溫度和濕度條件的變化,導致冰晶的各個部分以不一致的速度生長,從而產生各種各樣的雪花。
這是個好問題。
首先,有必要澄清三角形的穩定性,在我看來,所謂的穩定性是指三角形在外壓或張力的條件下,與其他多邊形結構相比具有形狀不變的特性,即在大力的作用下可以保持原來的形狀。 >>>More
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