Овладев некоторым мастерством перемещения образца под объективом, поиска вершины капли, быстрой настройки микроскопа на резкость и регулировки режима камеры (для своих исследований была приобретена камера M500 BASE), я начал получать более или менее сносные изображения.
Справедливости ради стоит сказать, что сфотографировать идеальный кристалл (речь идет о крупной гармоничной и симметричной композиции), даже если он есть, удается далеко не всегда. Кристаллы почти никогда не располагаются идеально в плоскости наблюдения, поэтому частично оказываются вне поля резкости. Зачастую кристалл вырастает плоскостью вдоль оси наблюдения, тогда мы видим его ребро и собственно обо всей композиции ничего сказать не можем.
В общем то давно известен тот факт, что строение молекулы воды определяет форму кристаллов льда в виде шестигранника. Те структуры ледяных кристаллов, которые возникают при замораживании капель - различные комбинации этих шестигранников и их вариации, зависящие от размеров и расположения в пространстве. На следующем рисунке вы можете видеть пример почти идеального весьма крупного шестигранного кристалла, практически лишенного осей второго порядка.
Вот кристалл из нескольких зерен
А на фото ниже и вовсе одно зерно. Довольно редкий и даже странный снимок. Обдумывать, как он получился я начал позже. И на вопрос, почему не видно структуру рядом, пусть даже в не резком изображении, я ответить не смог.
Все снимки сделаны с одинаковым увеличением. Дают представление о том, как широко меняются размеры зерна.
Поскольку кристаллы льда не обязательно располагаются к наблюдателю шестигранной стороной, но, имея объем, могут быть повернуты к плоскости наблюдения и другими сторонами, то перед зрителем нередко оказывается прямоугольник, что мы и видим на рисунке ниже.
По углам прямоугольника часто наблюдаются более мелкие кристаллы, ориентация которых может быть разнообразна. Иногда это такие же прямоугольники, как на выбранном для примера рисунке, иногда иные формы.
По существу, шестигранник и прямоугольник - две простейшие базовые формы (далее будем называть их зерна),образно выражаясь, две исходные краски, которыми природа творит все многообразие ледяных узоров.
Говоря о других формах, мы фактически переходим к рассмотрению более сложных структур. Здесь стоит заметить, что кристаллы воды демонстрируют очень большую вариабельность как по размерам различных частей, так и по самим сочетаниям различных форм.
Начнем с дендритов.
Дендритные кристаллы хорошо известны в материаловедении. Конкретно в экспериментах замораживания водяных капель я наблюдаю их весьма часто, иногда это обильные кусты на вершине капли, которые весьма трудно снимать. Стоит отметить, что в силу своей разветвленности дендриты способствуют конденсации влаги из окружающего воздуха и склонны к разрастанию.
Дендриты могут быть очень мелкие
Их более упорядоченное положение создает целые ветви, которые могут входить в состав гармоничных цельных кристаллов, а могут просто оставаться разрозненными ветвями.
Соответственно, укрупнение кристаллов. входящих в состав дендрита, сильно меняют их внешний вид, более отчетливо становятся видны шестигранные формы.
Я сознательно не указываю увеличение, поскольку для читателя оно зависит не только от изображения, но и от того, на каком экране и с каким разрешением он это изображение рассматривает. Ширина края картинки соответствует 250 мкм. Соответственно, с каким увеличением вы рассматриваете кристалл, можете рассчитать сами. Все снимки сделаны с одним и тем же увеличением. Иногда кристаллические структуры оказываются слишком велики, в этом случае увеличение будет понижено, что будет мной оговорено.
