看雪花產生的條件你就能明白,為什麼世界上沒有完全相同的雪花了

2021-01-08 大科普

冬季來臨,銀裝素裹,特別是下雪天,漫天的雪花總讓人聯想到那句"千樹萬樹梨花開",漫天大雪的壯觀讓眼前的一切煥然一新,不覺的興奮起來,每年冬天都期盼著一場大雪。其實雪花很小,窗外的白雪皚皚都是一片一片的雪花堆積起來,才有了千樹萬樹的壯景,所以下雪的時候很少有人仔細觀察一片雪花具體長什麼樣子,一片純白的雪景很美,但那僅僅鑽石大小的雪花也美得震撼,而且在這世界上沒有兩片完全相同的雪花。

我們常見的雪花是六角星形狀的,這種形狀的雪花經常作為代表出現在教科書上,或者網絡上。但是雪花的形狀可不僅僅是這種,它在環境溫度、溼度的差異下形成的形狀也有所區別,有點甚至還區別很大,有點區別就較小。

星狀樹

雪花在術語中又叫做雪晶,星狀樹就是最常見的雪晶形狀,呈六角星形狀。下雪時經常有落在衣服上的雪花,仔細觀察大部分都是這種形狀,在幾何上看有六條主線相交,多條側線在主線上延伸,形狀非常整齊具有對稱感,每條相鄰主線的夾角都是60度,長度也相同。這種形狀和蕨類植物的形狀有些相似,並且非常薄。

柱狀和針狀

可能大部分人都沒有見到過針狀或者是柱狀的雪花,其實這種雪花也非常常見,但是由於其體積很小所以不容易發現,再加上融化速度也會更快,下次要是想觀察柱狀或是針狀的雪晶得專門買個放大鏡。

這兩種形狀的雪花就像是鉛筆剛買回來的形狀,六邊形柱體,但兩頭較為圓潤,體型粗一點的,兩頭還會有像圓錐戳進去一樣的孔。柱狀雪花可以從一個地方生出好幾個,也非常漂亮。

在柱狀雪花體積逐漸變大的過程中,雪花出現分裂,最終分裂成兩個針狀雪花,因為兩者形狀的略微差別,名稱也不同。

眾所周知,雪花會融化成水,所以雪花的物理性質其實是水構成的。而雪花是從雲中降落所以說雪花的出生地是雲朵。天空中的雲朵含有大量的水蒸氣和水,寒冷天氣時,由於氣溫的原因,水蒸氣和水會結成冰晶,冰晶不斷的碰撞又重新凍結,這樣多次以來冰晶就會不斷增大,從而形成現在這樣的雪晶的形狀。

但是在冬天也不是時常能夠見到雪的,有的時候雲中的溫度降低,凝結成冰晶再降落到了地面的時候就已經變成水了,只有在雲中的溫度降低時,水汽凝結成冰晶到了地面上仍然還是雪花的時候才叫下雪。要想達到下雪的效果,就必須滿足三個條件。

第一個就是上文所說的氣溫低。低到一定溫度時才能夠產生冰晶,當然冰晶從雲裡降落時雲下的溫度,也必須要低於0°才能夠,一直到地面上都是保持雪花的形狀,而不會融化成水。第二點就是水汽要飽和。在產生冰晶的空氣中,含有大量的水汽,溫度降低到一定程度時就會產生冰晶或者是水滴,所以水汽飽和是產生冰晶的必要條件。

其次就是空氣中要含有凝結核,凝結核是漂浮在空中的一些非常小的固體顆粒。凝結核的存在就是為了讓水或晶體找到可以為之依附的附著體。水汽依附在凝結核的表面形成的小冰晶或小水滴才能夠不容易散落,並且增加重量成功離開雲層,如果沒有凝結核,水汽也會因為質量太小也就沒有辦法從雲上降落。

一片漂亮的雪花往往在空氣溼度大,水汽飽和的環境下出生,溫度範圍也大都在-22度—10度之間,所以雪花的生長是受到很多制約的,不同的溫度溼度,水汽飽和度也會產生不同形狀的雪花,像上文提到的柱狀針狀雪花溫度範圍就在-10度—3度的雲層中出生。

世界上沒有兩片完全的相同雪花,即使在溫度溼度,水汽飽和度都相同的情況下也會存在,形成時水分子在各個角落的影響,下落過程中風力摩擦力,等各方面都會影響雪晶的形狀,在雪花產生時就沒有一模一樣的更何況下落呢。這就是大自然值得研究的地方。

相關焦點

  • 世界上有沒有兩片相同的雪花?為什麼?
    但是,當金氏世界紀錄認證兩片雪花完全相同,只能說雪花在他們當時用的顯微鏡的精確度下完全相同;當物理學認為兩件東西完全相同時,指的是直到亞原子粒子都是完全相同的!這需要達到以下條件:你需要相同的粒子,相同的分子結構,它們之間有相同的化學鍵,在兩個完全不同的宏觀系統中。
  • 世界上真的不存在兩片完全相同的雪花嗎?
    來源:新浪科技為何每片雪花都如此獨特?答案與水蒸氣、溫度和概率有關。新浪科技訊 北京時間12月10日消息,據國外媒體報導,每一片雪花在落地之前,都在半空中飄飄蕩蕩了許久。在這段漫長的旅途中,它們會與成千上萬億片雪花擦肩而過。據說,世界上不存在兩片完全相同的雪花。但事實真的是這樣嗎?
  • 為什麼不存在完全對稱、形狀完全相同的兩片雪花?
    身處溫暖南方的人沒有福氣觀賞雪後銀裝素裹的美景,也無機會堆雪人、帶著孩子們打雪仗,只能通過電視新聞看哪兒哪兒下大雪了,或者透過網際網路欣賞那些美麗的雪景。雪花很輕很小,在大自然雲層中所產生的雪片通常只能長到1.3釐米直徑,還不及一枚硬幣大。每次下大雪,天空會紛紛揚揚飄下數以萬億計的雪片,這些雪片是什麼樣子的?它們完美對稱嗎?世界上存在兩片長得完全一樣的雪花嗎?
  • 世界上沒有兩片相同的雪花!
    雪花的形態有著怎樣的差異 中國最美的雪花飄落在哪裡 如何才能捕捉到雪花的倩影呢 今天就跟大家講講 雪 花 雪花怎麼來的
  • 有兩片相同的雪花嗎?
    睜眼醒來,窗外的世界已然銀裝素裹。2019年11月的最後一天,天空用這種特殊的方式告別11月,迎接12月。當你沉浸在雪帶來的歡樂中,不妨仔細觀察手中的雪花,你會發現每片雪花都長得很像。可事實上,世界上幾乎不存在兩片完全相同的雪花,就像人的指紋一樣,每一片雪都獨一無二。真的找不到兩片一樣的雪花嗎?我們先來了解雪花是如何形成的。要形成雪必須滿足幾個條件。
  • 為什麼不存在完全相同的兩片雪花?你相信嗎?是真的!
    就像沒有完全相同的兩個人一樣,世界上真的沒有兩片相同的一模一樣的雪花嗎?那就要從雪花的原理開始說起了,什麼是雪花?雪花的形狀極多,每片雪花都是一幅極其精美的圖案,連許多藝術家都讚嘆不止。雪花大都是六角形的,這是因為雪花屬於六方晶系。
  • 雪花為什麼都是六個花瓣,卻找不到完全相同的兩片?
    冬天又要來臨了,又到了「你在南方的豔陽裡大雪紛飛,我在北方的寒夜裡四季如春」的時候。每每寒冬時節,我們最盼望的,還是能下一場酣暢淋漓的大雪,讓我們欣賞到千裡冰封的壯闊景象。但你有沒有注意過,組成這壯闊雪景的極其微小的雪花,有著無與倫比的精美外觀,雖然都有著六個「花瓣」,卻找不到完全相同的兩片,這是為什麼呢?讓我們的思想飛到雲層中,來看看一片雪花是如何形成的吧! 雲層中漂浮著許多塵埃顆粒,一片雪花的形成,首先便是從雲層中的塵埃顆粒開始。空氣中的水蒸氣粘附在塵埃顆粒上,以塵埃顆粒為核,形成小水珠。
  • 雪花如此美麗,它是如何形成的?
    面對紛紛揚揚飄落的雪花,你有想過它們是如何產生的嗎?為什麼下雪的時候從天下掉下來的是美麗的六邊形雪片而不是一顆一顆的冰粒?今天我們就從科學的角度討論雪花是如何生成的。高空的雲層雪花誕生於高空中寒冷的雲層。在我們的大氣層的有些區域充滿著水分子,這些水分子通常是由地面水汽蒸發上升到空中,再經由大氣流動輸送聚集到一起,它們在空氣裡呈現飽和狀態。
  • 雪花的形狀是什麼樣的?
    雪花的基本形狀是六角形,但是大自然中卻幾乎找不出兩朵完全相同的雪花,就象地球上找不出兩個完全相同的人一樣。許多學者用顯微鏡觀測過成千上萬朵雪花,這些研究最後表明,形狀、大小完全一樣和各部分完全對稱的雪花,在自然界中是無法形成的。   在已經被人們觀測過的這些雪花中,再規則勻稱的雪花,也有畸形的地方。為什麼雪花會有畸形呢?因為雪花周圍大氣裡的水汽含量不可能左右上下四面八方都是一樣的,只要稍有差異,水汽含量多的一面總是要增長得快一些。
  • 雪花中的數學美——每一片雪花都有不同的故事
    有一條小路穿過田野通向新南門,我過去常常一個人去那裡看日落,考慮自殺。然而,我並沒有自殺,因為我想了解更多的數學知識。——伯特蘭·羅素當你清晨在雪中離開時,它是如此的神秘。雪花在無邊無際的宇宙中飛舞,落在地上,覆蓋著大地。或者一片雪花落在你的鼻子上,它是冬日的天使。值得注意的是,你會發現沒有兩片雪花是相同的。
  • 雪花都是六個瓣的嗎?下雪是結晶的過程?雪花是一種晶體?
    下雪其實是一種結晶現象,雪花是一種冰晶!雪花的樣子千差萬別,有的不像花,有的沒有瓣,這都是由於形成晶體時條件不同造成的。先看圖吧。你看明白這個圖像了嗎橫軸是溫度,縱軸是溼度溫度和溼度>的不同,影響雪花在兩個方向上的生長,你看到的可能是盤子,也可能是稜柱,也可能是樹枝,也可能是星星,
  • 有兩片一模一樣的雪花嗎?
    你也許聽說過每片雪花都是獨一無二的,但加利福尼亞理工學院化學家找到了一種製造許多對一模一樣的雪花的方法。用兩滴水製作兩片相同的雪花,把水滴放在冷凍室的一個結冰的天藍色盤子上,當水滴開始凝結時會形成一個簡單的六角形。將水蒸氣噴射到冷凍室內,水蒸氣逐漸凝結,最終凝結成雪花。
  • 為什麼雪花都是正六邊形的?水分子:都怪我長這樣
    這時候問題就產生了,雪花是自然產生的嗎,為什麼會是如此規則的幾何形狀,難道真的存在上帝?為什麼這世上除了沒有兩片相同的樹葉也沒有兩片相同的雪花?由此,雪花在形成前就確定了是最基本的六邊形冰晶,所以所有雪花都是在基礎的六邊形冰晶上長出來的,這樣就更加穩定了雪花的六邊形形狀。於是我們看到的雪花就都是六邊形了。
  • 你知道「雪花為什麼是六邊形的」嗎?
    一條《雪花為什麼是六邊形的?山大自主招生測試題很專業很新穎》的新聞,使很多人再次到網上檢索「雪花為什麼是六邊形」的這個問題。人人都知道雪花是六邊形的,可是又為什麼是六邊形呢?因為雪花的基本組織是冰胚,每一個冰胚是由5個水分子組成。
  • 雪花的秘密檔案
    另外,雪花在空中飄浮時還會環繞中心對稱點不停地旋轉振動,這就等於雪花的每一邊都處在完全相同的空氣環境中,如此就保證了雪花在生長過程中始終是對稱世界上沒有兩片完全一樣的雪花。克卜勒從加農炮彈珠很容易被堆壘成六邊對稱形的特性,推想到雪花可能也是由許多小球體緊密堆積而成的。(可憐我們的朱熹在800多年前只能用泥團來做類比……)可惜當時原子學說還沒有面世。
  • 雪花神秘,雪花為何總是六個瓣,解密冰晶形狀形成的因素
    單片雪花通常是對稱的,並且通常有六個瓣。它們的平衡度與六邊形相同,但是紛飛的雪並沒有在場地上堆積成千上萬的六邊形。小的雪花是完美的六邊形,但是,幾個世紀以來,這也讓自然學家感到困惑,他們認為雪花是大晶體,但很快就被忽視了,因為雪花包含了不同礦物的微小晶體。一般而言,六角稜鏡是最基本的雪石几何體。
  • 雪花都是六瓣狀嗎?
    要想知道雪花的形狀,我們不得提歷史上第一位給雪花拍照的人Wilson Bentley,他1865年出生於美國佛蒙特州農場,從小對雪花著迷,不到攝影師鏡頭下千姿百態的雪花。雪花的形狀很大程度上取決於雲層中的溫度和溼度。
  • 雪花究竟長什麼樣?
    ……神州大地忽如一夜春風來千樹萬樹梨花開且看銀裝素裹這裡有童話世界那裡白雪茫茫更是豐收的希望冰天雪地亦是出行的不便(火車在雪地穿行大多為六角形的片狀(@Snowcrystals)三、神奇的六邊形雪花為什麼總是六角形?
  • 雪花紛紛揚揚,一片雪花一個形狀,正如每個人都是獨一無二的
    突遇寒流,上一秒還是雨,這一秒卻已成了雪。每一片雪花晶瑩剔透,像極了水晶般的引人奪目,看著滿天的雪花,不由得衷心歡喜。伸出手接到幾片大大的雪花,雖然沒過多久就已經消失不見,但是它的樣子卻深深地烙印在我的心中。這是一片獨一無二的雪花,它消融後,我便不可能在找到和它一模一樣的雪花。
  • 孩子,希望你做一朵雪花
    但是我最喜歡的還是雪花的形狀,不知道你們有沒有留意過雪花的形狀!我們第一印象可能就是六邊形,可是真的是這樣的嗎?雪花雪花很美,美在它好像總是會跟進它的心意來變化成它自己喜歡的樣子。我記得好像有人做過實驗,對著水說各種語氣詞,然後讓水結冰,然後冰花就會變成不同的形狀。就像我們的孩子,我們總是希望他們朝著我們的希望的方向前進。