Зима у большинства жителей нашей страны ассоциируется со снегом. К середине января его слой местами доходит до одного метра или больше. А из туч падают всё новые и новые снежинки... Эти удивительные образования из кристаллов льда не только красивы, но и загадочны. Долгое время не было понятно, почему снежинки чаще принимают именно шестиугольную форму.
Снежинки изучали и изучают множество талантливых учёных. Даже астроном, математик и механик Иоганн Кеплер не обошёл их вниманием — ему принадлежит небольшой, но знаковый трактат «О шестиугольных снежинках» (1611 г). На страницах трактата Кеплер предполагает, что форма снежинки симметрична благодаря наиболее экономичному распределению кристаллов в пространстве. Эта работа Кеплера стала первой в области кристаллографии, науки о свойствах и строении кристаллов.
Сегодня известно, что своей форме снежинки обязаны поведению молекул воды, которые при замерзании выстраиваются в определённые фигуры, называемые гексагональной решёткой. Структуры, выстроенные по такому принципу выглядят как параллельные слои шестиугольных сот. Кстати, похожее строение имеет графит, тёмно-серый природный минерал.
Но почему у снежинок, падающих на Землю, всегда шесть лучей? На самом деле, не у всех — некоторые структуры становятся треугольными, когда лучи слипаются попарно. Другие выглядят как вытянутые ледяные иглы, ведь образование снежинок начинается с появления шестиугольного кристалла. А уж как он будет расти, зависит от температуры и влажности в туче и под ней, во время падения снежинки.
На сегодня известно более 100 видов снежинок. Самые крупные и «пушистые» из них, которые традиционно ассоциируются с новогодними праздниками, образуются при температуре -15 градусов цельсия и высокой влажности. Их называют дендритными.
Многим открытиям в области изучения снежных кристаллов мы обязаны японскому физику Укитиро Накая, который изначально планировал заниматься рентгеноструктурным анализом. Но у института, который пригласил его на работу, не оказалось денег на соответствующее оборудование. И Накая принялся за изучение того, что позволяло уже имеющееся техническое оснащение — так он и начал свои исследования снежинок.
Надеюсь, публикация понравилась. Тогда можете смело подписаться на мой канал (об авторе подробнее). А ещё я пишу книги про физику и астрономию, можете ознакомиться и совершенно бесплатно скачать одну из них