¿Por qué los copos de nieve necesitan seis pétalos?

El paisaje es hermoso cuando nieva, pero lo que los científicos y artistas aprecian son los delicados patrones de los copos de nieve. Hace más de cien años, los glaciólogos comenzaron a describir en detalle la forma de los copos de nieve. En su obra clásica de glaciología, Dindor, el creador de la glaciología occidental, describió los copos de nieve que vio en el pico Loza con una escritura vívida y hermosa. Estos copos de nieve... están formados todos por pequeños copos de hielo. Cada pequeña flor de hielo tiene seis pétalos. Algunos pétalos liberan pequeñas lenguas laterales de folli como Suhua, algunos son redondos, algunos tienen forma de flecha o de zigzag, algunos son completos y algunos tienen forma de celosía, pero ninguno excede el alcance de seis pétalos. La conclusión de Tindor es correcta: todos los copos de nieve tienen seis pétalos. Fue nuestro pueblo quien descubrió los seis pétalos del copo de nieve. Ya en el año 100 a. C., durante la era del emperador Wen de la dinastía Han Occidental, había un poeta llamado Han Ying. Escribió una "Biografía de los poemas Han", que señalaba claramente que "donde hay cinco flores de vegetación, sólo hay seis copos de nieve." Hace dos años, señalé que los copos de nieve son hexagonales, lo cual en realidad no es tan simple. En Europa, no fue hasta 1611 que el astrónomo alemán Kepler registró que los copos de nieve eran hexagonales, 1.700 años más tarde que en China. La forma básica de un copo de nieve es un hexágono. Sin embargo, lo extraño es que casi no existen dos copos de nieve idénticos en la naturaleza, al igual que no existen dos personas idénticas en la Tierra. Muchos estudiosos han utilizado microscopios para observar miles de copos de nieve. Estos estudios muestran de manera concluyente que es imposible formar copos de nieve en la naturaleza que tengan exactamente la misma forma y tamaño y que sean parcialmente simétricos. Entre los copos de nieve observados, incluso los regularmente simétricos presentan deformidades. ¿Por qué los copos de nieve tienen forma de batería? Debido a que el contenido de vapor de agua en la atmósfera alrededor del copo de nieve no puede ser el mismo en todas las direcciones, mientras haya una ligera diferencia, el lado con mayor contenido de vapor de agua siempre crecerá más rápido.

Hay muchos coleccionistas de patrones de copos de nieve en el mundo. Coleccionan fotografías de copos de nieve como coleccionistas de sellos. Un estadounidense llamado Bentley tomó casi 6 fotografías de sexo en su vida. Sigshan, entusiasta de la fotografía soviética, también fue el fotógrafo de las fotografías de los copos de nieve. Sus encantadoras obras fueron utilizadas a menudo por artistas de Arts and Crafts como modelos para patrones estructurales. El científico más famoso que recopiló fotografías de copos de nieve fue Ukichiro Nakatani. Él y sus colegas trabajaron duro durante 20 años en una cámara fría del laboratorio de la Universidad de Hokkaido, Japón, y en una tienda de campaña en los campos nevados del norte de Japón, fotografiando y estudiando decenas de miles de copos de nieve. Posteriormente publicó una monografía titulada "Cristales de nieve: naturaleza y artificialidad en Inglaterra". En este libro de ciencia que es científicamente correcto, artísticamente excelente y lleno de fantasía, presentamos más que solo dos fotografías de copos de nieve de Zhang Qian.

Sin embargo, a pesar de la variedad de formas de los copos de nieve, siguen siendo las mismas, lo que permite a los científicos clasificarlos en las siete formas mencionadas anteriormente. Entre estas siete formas, los copos de nieve hexagonales y los copos de nieve con prismas hexagonales son las formas más básicas de copos de nieve, y las otras cinco son solo el desarrollo, transformación o combinación de estas dos formas básicas.

¿Por qué las formas básicas de los copos de nieve son hexagonales y columnares?

Esto está relacionado con el hábito de cristalización del agua. El hielo congelado por agua natural y la nieve cristalizada por vapor de agua en la atmósfera pertenecen al sistema cristalino hexagonal. El sistema cristalino hexagonal tiene cuatro ejes cristalográficos: un eje mayor y tres ejes menores. Los tres ejes auxiliares están distribuidos en el mismo plano y se cortan simétricamente formando un ángulo de 60 grados. El eje cristalográfico principal se origina en la intersección de los tres ejes auxiliares y es perpendicular al plano formado por los ejes auxiliares. El representante más típico del sistema hexagonal es geométricamente similar a un prisma hexagonal regular. Cuando el vapor de agua se condensa y cristaliza, si el eje del cristal principal se desarrolla más lento y más corto que los otros tres ejes del cristal subsidiario, la forma de la nieve se convertirá en un copo de nieve hexagonal si el eje del cristal principal se desarrolla rápidamente y se extiende más, la forma del; La nieve cambiará. Se convirtió en un prisma hexagonal. La temperatura de la atmósfera juega un papel importante en la forma de los copos de nieve. Las altas temperaturas tienden a producir copos de nieve hexagonales, mientras que las bajas temperaturas tienden a producir copos de nieve columnares. Según las observaciones e investigaciones de muchos científicos, cuando la temperatura atmosférica es inferior a -25°C, la forma de la nieve es principalmente prismas hexagonales con ejes cristalográficos principales, cuando la temperatura es de -25°C ~ -15°C; La forma de los cristales de nieve es en su mayoría láminas hexagonales; cuando la temperatura es de -15 ℃ ~ 0 ℃, la mayoría de los hermosos copos de nieve hexagonales caen en el cielo.

Materiales de referencia:

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