雪花的外形多種多樣的原因
雪花,又名未央花和六出,一種美麗的結(jié)晶體,它在飄落過程中成團(tuán)攀聯(lián)在一起,就形成雪片。單個雪花的大小通常在0.05——4.6毫米之間。雪花很輕,單個重量只有0.2——0.5克。無論雪花怎樣輕小,怎樣奇妙萬千,它的結(jié)晶體都是有規(guī)律的六角形,所以古人有“草木之花多五出,獨(dú)雪花六出”的說法。雪花是由小冰晶增大變來的,而冰的分子以六角形的為最多,因而形成雪花多是六角形的。雪花形狀的多種多樣,則與它形成時的水汽條件有密切的關(guān)系。
雪花
雪花的外形多種多樣的原因
我們都看到過美麗的雪花,如果把雪花放在放大鏡下,可以發(fā)現(xiàn)每片雪花都是一幅極其精美的圖案,連藝術(shù)家們都贊嘆不止。那么,各種各樣的雪花形狀是怎樣形成的呢?
大大小小的雪花,其實(shí)都是從冰晶生長出來的。在云里,當(dāng)水滴和冰晶相碰撞的時候,就會吸附在冰晶表面上,使它迅速增大。當(dāng)小冰晶增大到能夠克服空氣的阻力和浮力時,便落到地面,這就是雪花。
冰晶主要有兩種形狀。一種呈六棱柱體狀,長而細(xì),叫柱晶(如果它細(xì)得像一根針,又稱為針晶);另一種呈六角形的薄片狀,叫作片晶。顧名思義,冰晶是一種晶體,也就是說,它像金剛石晶體一樣具有一定的對稱性??茖W(xué)家利用X射線衍射法研究發(fā)現(xiàn),冰晶屬于六方晶系晶體。
大氣中的冰晶一般由水蒸氣凝華產(chǎn)生,具有非常對稱的外形。環(huán)境的溫度和濕度不同,產(chǎn)生的對稱外形也不同。當(dāng)環(huán)境因素改變時,冰晶的形成方式也會改變,因此最終形成的冰晶可能是多種樣式混合而成的。比方說,如果冰晶周圍水汽多,六個角增長很快,就形成星狀;假如冰晶四周水汽很少,六個角不如兩個底面增長快,便形成柱狀;倘若水汽適中,則形成片狀。
形形色色的冰晶在天空生成后,當(dāng)它們的直徑達(dá)到一定大小(超過50微米)時,便能克服空氣的浮力而開始下降,而且一邊下降一邊繼續(xù)生長變化。這樣一來,便產(chǎn)生了各種各樣形狀的雪花。
學(xué)者們用顯微鏡觀察過成千上萬朵雪花,結(jié)果發(fā)現(xiàn),雖然雪花的基本形狀是六角形,但是大自然中沒有兩朵完全相同的雪花。目前,人們已經(jīng)記錄了4000多種不同種類的雪花。而且,在大自然中也不存在各部分完全對稱的雪花。在已經(jīng)被人們觀測過的這些雪花中,再規(guī)則勻稱的雪花也有畸形的地方。