Каждую зиму мы наблюдаем за удивительным зрелищем – снежинками. Маленькие и искрящиеся образования из замёрзшей воды проходят интересный и сложный процесс формирования, прежде чем укрыть землю белоснежным одеялом. Как же это происходит? Что из себя представляют снежинки? Интересны ли они для учёных? Как происходит процесс кристаллизации снежинки в атмосфере? В этих вопросах нам поможет разобраться заведующий учебно-научной лабораторией теоретической и прикладной нанотехнологии Государственного университета просвещения Александр Дмитриевич Курилов.
Снежинки – это ледяные кристаллы, образующиеся в атмосфере из водяного пара при низких температурах.
Снежинки могут иметь разнообразные формы и узоры. Это зависит от температуры и влажности воздуха во время их формирования. Каждая снежинка уникальна, потому что она переносит различные условия в процессе падения из атмосферы.
При определённых условиях формирования снежинок можно увидеть под микроскопом сложные и красивые узоры, которые придают им визуальное волшебство.
Когда температура становится достаточно низкой, водяной пар в атмосфере начинает конденсироваться на микроскопических частицах, к примеру, пыли. Эти частицы служат центрами кристаллизации снежинки. Вокруг центров кристаллизации начинают образовываться молекулярные слои льда из водяного пара. Этот процесс продолжается до определённого размера снежинки.
Как только снежинка достигает размера порядка 0,1 мм, начинается процесс формирования шести лучевых ветвей, определяющих характерную шестиугольную симметрию. Это связано с особенностями молекулярной структуры воды и условиями, в которых она замерзает.
Снежинка продолжает расти и изменять свою форму в процессе движения в атмосфере. Это зависит от температуры, влажности воздуха и потоков ветра на разных высотах. Различные условия в атмосфере придают каждой снежинке уникальную форму и узор.
Учёные в области метеорологии, кристаллографии и физики атмосферы занимаются изучением снежинок. Интерес к ним связан с пониманием атмосферных процессов, формированием осадков и воздействием климатических условий на метеорологические явления. Кеннет Либбрехт из Калифорнийского технологического института занимается изучением снежинок более 25 лет. За это время он создал уникальное оборудование и методы, позволяющие автоматизировано создавать и изучать снежинки. Разработал теоретические модели, объясняющие процессы роста снежинок в зависимости от атмосферных условий, и получил высококачественные фотографии снежинок, которые не только служат иллюстрацией их красоты, но и предоставляют данные для анализа и классификации их структуры.
Снежинки – удивительное атмосферное явление. Они не только поражают нас своей красотой, но и удивляют с научной точки зрения. Сегодня мы узнали немного больше про формирование снежинок и про то, что они из себя представляют. Наблюдайте за волшебными ледяными кристаллами со знанием и удовольствием!