原标题:雪花为何都是六角? 六边形雪花是如何形成的?
雪花,一种晶体,结构随温度的变化而变化,又名未央花和六出,一种美丽的结晶体,它在飘落过程中成团攀联在一起,就形成雪片。单个雪花的大小通常在0.05——4.6毫米之间。雪花很轻,单个重量只有0.2——0.5克。无论雪花怎样轻小,怎样奇妙万千,它的结晶体都是有规律的六角形,所以古人有“草木之花多五出,独雪花六出”的说法,世界科学史著作中有记载是中国最早知道雪花的六角结构。
▲雪花为何是六角
需要了解一下水分子。
水分子是由两个氢原子以及一个氧原子(H2O的由来),它们以一种很强的键——共价键, 黏合在一起。
当液态的水分子被冷却至凝固点,水分子会互相碰撞,形成固态冰晶,然后它们会利用氢键结合在一起。
相对来讲,最稳定的排列方式是以六角形状把六个水分子黏在一起,这就是为何大部份冰晶是六角形的。
▲但这样精美的结构是怎样构成的呢?
没有两片雪花的行成过程是完全一样的,这里描述的是一种可能的过程。
一片雪花的形成,首先从云层中尘埃颗粒开始。空气中的水气粘附在尘埃颗粒上,由此产生的液滴形成了水。结晶面出现在冰冻的液滴上,之后形成一个有六个侧面,一个上面和一个下面的棱体。
由于边缘冰生长速度较快,所以每面都会出现一个凹槽,边角的快速生长导致六条支线开始萌芽,每条分支上的线是因为表面的凸脊和凹槽。
六条分支形成六边形的角形成各种形状,因为水分子通过化学键结合成六边形的网状结构,当气温降到9华氏度,新生的分支尖端开始变窄。
6华氏度侧向分支开始出现。这时晶体突然遭受了一阵快速爆发的暖流接着又是冷气,更多的侧分支开始形成,晶体渐渐受热使得尖端又长又细。
晶体降落到更暖和的空气中,就不再生长,尖端却越来越宽阔。
最终这种独特而精美的结构飘落在冬日的人间,并伴随着不计其数的雪花同伴。
没有两片雪花是一样的。
这或许对大片的雪花成立,但对初期处于刚开始形成阶段的小晶体来说,却不一定。
因为还没有机会充分成长。
由于不断变化的环境,和在晶体表面的水分子结合方式的不同,意味着雪花绝不会形成同样的形状组合。但是它们有一个共同之处,就是都非常的美丽养眼。
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