为什么雪花是完美的呢(雪花为什么那么美)
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雪花为什么那么漂亮?
这是因为雪花属于六方晶系。云中雪花"胚胎"的小冰晶,主要有两种形状。一种呈六棱体状,长而细,叫柱晶,但有时它的两端是尖的,样子象一根针,叫针晶。别一种则呈六角形的薄片状,就象从六棱铅笔上切下来的薄片那样,叫片晶。
如果周围的空气过饱和的程度比较低,冰晶便增长得很慢,并且各边都在均匀地增长。它增大下降时,仍然保持着原来的样子,分别被叫做柱状、针状和片状的雪晶。
如果周围的空气呈高度过饱和状态,那么冰晶在增长过程中不仅体积会增大,而且形状也会变化。最常见的是由片状变为星状。
原来,在冰晶增长的同时,冰晶附近的水汽会被消耗。所以,越靠近冰晶的地方,水汽越稀薄,过饱和程度越低。在紧靠冰晶表面的地方,因为多余的水汽都已凝华在冰晶上了,所以刚刚达到饱和。这样,靠近冰晶处的水汽密度就要比离它远的地方小。水汽就从冰晶周围向冰晶所在处移动。水汽分子首先遇到冰晶的各个角棱和凸出部分,并在这里凝华而使冰晶增长。于是冰晶的各个角棱和凸出部分将首先迅速地增长,而逐渐成为枝叉状。以后,又因为同样的原因在各个枝叉和角棱处长出新的小枝叉来。与此同时,在各个角棱和枝叉之间的凹陷处。空气已经不再是饱和的了。有时,在这里甚至有升华过程,以致水汽被输送到其他地方去。这样就使得角棱和枝叉更为突出,而慢慢地形成了我们熟悉的星状雪花。
为什么雪花形状那么规则和完美?
雪花形成的条件
天空中的云是由无数的水蒸气和小水点所组成. 在内陆上的云层, 大部分的小水点的直径要比千分之四毫米还要少! 可能很多人会认为水是在摄氏零度时凝结成冰, 但其实这个说法并不完全正确, 以下是大部分科家相信雪花形成的基本条件:
在一般的情况下, 水点并不会互相黏在一起, 它也需要一些基本条件配合.首先, 大气裏需要有著大量的水点, 是要令大气饱和. 同时, 大气温度要徘徊在水凝结的温度, 也即是摄氏零度. 不过, 纯正的水点并不会在这温度下凝固, 这是因为水点裏没有包含一种名为凝固核的粒子. 这种凝固核通常会在摄氏零下十度形成, 并会被水点所包围和凝固. 在天空中, 水点需要黏附在一些物质才能凝固, 大气裏最容易找到的应该是尘埃了, 不过烟雾甚至细菌也可以作为所需的凝结粒子呢!
曾经有一班苏联人对雪花进行了研究, 结果亦支持了以上的说法. 他们使用飞机在天空中投放一些以尘埃做成的人工粒子, 然后收集和量度冰核 (凝结核) , 证实了利用人工粒子形成的雪花比那些天然形成的更大.
雪花形成的过程
当凝结核在摄氏零度以下时, 水点便会开始凝结成冰晶. 由於那些水点是非常细小并且是看不到的. 很多人误以为这是升华作用. 升华作用是指水蒸气没有经过液态的过程而直接变成冰.
当冰晶形成后, 围绕冰晶的水点会凝固并与冰晶黏在一起, 细小的冰晶会吸引更多的水点而逐渐长成更大的冰晶. 直至二至二百个冰晶连系在一起, 形状不同而且独一无二的雪花便会根据大气环境而形成.
雪粒子由天上降至地上的度快慢各异, 极小的晶体下降度近乎零, 一般雪花则以每秒一米的速度, 溶化中的雪还要快好几倍. 每当雪晶碰到过冷的水点时, 它们会立刻凝固在一起, 形成的软粒子便是雪小球, 而整个过程被称为"蒙霜"; 在温和的区域裏. 水分子的增加造就了冰晶的生长,从而形成了雪花. 它那巧夺天工的六角体成为了雪花生长的奥秘, 每个雪花有著至少上亿个水分子,冰晶就是从水平和垂直的方向, 生长成更大更厚的晶体了. 不过, 整个过程都是有著六角对称的特性, 确是不可思议呢!
雪花的生长
雪花形成的时候, 大气裏水气是饱和的, 温度则在摄氏零度以下. 微细的冰晶会渐渐围绕著凝结核. 然后, 冰晶连结在一起而雪花亦随之诞生. 这过程被称为「结晶」. 在结晶过程中, 水分子会以它们的基本排列方式从液态变成固态. 由於冰晶的基本模式是六角稜体, 大部份冰晶的雏形都是六角形的. 当更多的水分子与冰晶结合后, 他们会由第一个六角形开始保持冰晶的形状继续向外生长.
虽然大部份冰晶形成时有著六边对称的特性, 但是它们会因应温度的改变而做成很多不同形状的变化. 若温度低於摄氏零下三十度, 六角柱体的冰晶便会形成. 典型的六角形的扁平片状雪花会在摄氏零下十五度左右时形成. 当温度上升至摄氏零下五度, 无论针状, 柱状抑或一些不能估计的形状的雪花便会产生. 由於雪层越高, 温度越冷, 因此六角柱状的雪花通常会在高云形成. 较低的云层通常会形成六角平面的片状雪花, 而不同形状的结晶会在低云中产生. 不过现实的情形更加复杂, 不为人所知呢!
雪花的大小
很多人会把雪花想像成从天而降的雪, 因此他们会假设雪花会和雪球差不多大小. 事实上, 雪花一词是指个别的雪晶, 而从天空降下来的雪称为雪球, 它聚集了数百甚至数千个细小雪花黏在一起. 现在, 你可以想像得到一个雪花有多大吧.
一般来说,雪晶的直径介乎半毫米至三毫米, 而雪花的大小大概是十毫米, 在一克裏有著三千至一万个这些雪花, 有些较大的雪花直径可能达到二厘米至四厘米( 0.79 英寸至 1.57 英寸), 但偶尔也有一些巨型的雪花,有些特别大的雪花的直径能超过五厘米 ( 2 英寸) 和包含在数百个晶体. 不过, 要长出巨大的雪花是需要完美的条件配合的.
周边的温度是影响雪晶大小的其中一个原因. 在摄氏零下三十六度, 雪晶很小, 只有 0.017 平方毫米. 这时它们是看不见的. 在摄氏零下二十四度, 雪晶的大小是 0.034 平方毫米. 在摄氏零下十八度, 雪花的大小增加至 0.084 平方毫米. 处於摄氏零下六度的温度下, 它们平均有 0.256 平方毫米. 在摄氏零下三度, 雪花的大小增加至 0.811 平方毫米.
雪花的六角形状
我们知道雪晶的六角形状能细分为两大类, 一是片状, 另一类是柱状, 我们经常看到比较美丽的雪花便是那些六边对称的片状雪晶. 它们通常会在温度介乎摄氏零下五度至零下二十度之间形成, 柱状雪花包括了针状和中空柱状, 针状雪晶在温度介乎摄氏零度至摄氏零下五度形成; 中空柱状在是低於摄氏零下二十度形成.
若果我们希望找出大部分冰晶是六角稜体的原因, 我们或许应该首先了解一下水分子. 水分子是由两个氢原子以及一个氧原子 ( 这便是我们常把水称为H2O的原因 ) . 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. 若分子与分子之间结合, 便会更稳定. 相对来说, 最稳定的排列方式是以六角形状把六个水分子黏在一起.这亦是为何大部份冰晶是六角形的
很多水分子从冰晶周围黏在一起的时候, 它们大部份会黏在六角形冰晶片的角上, 此乃由於六角形的角比边更容易吸引水分子. 因此, 角会是雪花生长的起步点呢!
雪花的独有性
很久以前, 一位科学家曾作一个有关雪花的研究, 他使用显微镜来观察大约五千个雪花的形状. 令他感到出奇的是, 竟然找不到任何两个形状完全相同的雪花. 每一个雪花都拥有自己的独有图案而从不重覆的.
科学家其后尝试找出这个雪花的奥秘, 结果他们发现雪花对於大气环境的改变是极度敏感的. 即使气温或水份子饱和度出现微小的改变, 雪花生长的图案也可能有很明显的改变. 在大气裏, 气温和饱和度是不断改变的. 因此我们很难找到两个完全相同雪晶.
事实上,雪花有多尖锐能反映其生长环境. 例如, 我们能够看到一个片状主体时, 温度大约介乎摄氏零下五度至零下二十度. 如果温度变暖至介乎摄氏零度至五度, 针状分支便会形成. 此外, 雪花在空气中飘浮的时间越长, 图案会越复杂.
雪花象征着什么品质?
1、雪花象征着洁白无瑕,冰清玉洁,单纯这一类的品质,
因为雪花本身给人的感觉就是洁净,剔透,轻盈的,所以多用表示洁净,美好,单纯的形容词。
2、雪花是完美的象征,拥有大自然裁剪的复杂而美丽的形状。轻盈洁白,庄严肃穆。
雪还有很多作用:
1、首先是有利于农作物的生长发育。因雪的导热本领很差,土壤表面盖上一层雪被,可以减少土壤热量的外传,阻挡雪面上寒气的侵入,所以,受雪保护的庄稼可安全越冬。
2、积雪还能为农作物储蓄水分。此外,雪还能增强土壤肥力。据测定,每1升雪水里,约含氮化物7.5克。雪水渗入土壤,就等于施了一次氮肥。用雪水喂养家畜家禽、灌溉庄稼都可收到明显的效益。
扩展资料:
雪花形成的原因:
1、雪花是由小冰晶增大变来的,而冰的分子以六角形的为最多,因而形成雪花多是六角形的,并且每一片雪花的形状没有一模一样的。
2、雪花形状的多种多样,则与它形成时的水汽条件有密切的关系。再加上冰晶不停地运动,它所处的温度和湿度条件也不断变化,这样就使得冰晶各种部分增长的速度不一致,形成多种多样的雪花。
参考资料来源:百度百科-雪花的形成
为什么雪花形状那么规则和完美
这和水的结晶习性有关。天然水冻结的冰和大气中水汽凝华结晶的雪,它们的结晶学特性,都属于六方晶系。六方晶系具有四个结晶轴—一个主轴加上三个辅轴。三个辅轴分布在同一个平面上,互相以六十度的角度对称相交。主晶轴呢,就从三个辅轴的交点上...
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