雪花为什么有形状

雪花为什么有形状

问题一：雪花为什么会有规则的形状？ 这和水汽凝华结晶时的晶体习性有关。水汽凝华结晶成的雪花和天然水冻结的冰都属于六方晶系。我们在博物馆里很容易被那纯洁透明的水晶所吸引。水晶和冰晶一样，都是六方晶系，不过水晶是二氧化硅（SiO2）的结晶，冰晶是水（H2O）的结晶罢了。
六方晶系具有四个结晶轴，其中三个辅轴在一个基面上，互相以60度的角度相交，第四轴(主晶轴)与三个辅轴所形成的基面垂直。六方晶系最典型的代表就象是几何学上的一个正六面柱体。当水汽凝华结晶的时候，如果主晶轴比其他三个辅轴发育得慢，并且很短，那么晶体就形成片状；倘若主晶轴发育很快，延伸很长，那么晶体就形成柱状。雪花之所以一般是六角形的，是因为沿主晶轴方向晶体生长的速度要比沿三个辅轴方向慢得多的缘故。
雪花全是由小冰花组成的，每一朵小冰花都有六片花瓣，有些花瓣象山苏花一样放出美丽的小侧舌，有些是圆形的，有些又是箭形的，或是锯齿形的，有些是完整的，有些又呈格状，但都没有超出六瓣型的范围。”
雪花的基本形状是六角形，但是大自然中却几乎找不出两朵完全相同的雪花，就象地球上找不出两个完全相同的人一样。许多学者用显微镜观测过成千上万朵雪花，这些研究最后表明，形状、大小完全一样和各部分完全对称的雪花，在自然界中是无法形成的。
在已经被人们观测过的这些雪花中，再规则匀称的雪花，也有畸形的地方。为什么雪花会有畸形呢?因为雪花周围大气里的水汽含量不可能左右上下四面八方都是一样的，只要稍有差异，水汽含量多的一面总是要增长得快一些问题二：雪花形状为什么是规则的？ 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!
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.
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.问题三：为什么雪花会有不同形状的呢？ 花的形状为什么还能“千变万化”？这是因为形成雪花的条件是千差万别的。雪花的形状主要与形成雪花时的温度有关，当温度为-3℃至-8℃时，雪花成针状；温度为-8℃至-25℃时，雪花成片状或扇状；再冷，雪花便成为玉柱状……而且，雪花在形成的过程中是在不停地运动着，所处的温度条件在不断变化，使得雪晶时而沿着这个方向增长，时而沿着那个方向增长，这就形成了各种不同形状的雪花。
参考资料：218.28.49.211/...坍抱开HTM问题四：雪花为什么有多种形状 科学家发现，雪花事实上只有35个普通形状。这些包括柱状冰晶、不规则雪颗粒和平晶在内的形状构成了“传统的”六角形雪花。它们根据温度和湿度的变化而改变。
英国伯恩茅斯市化学教师安迪-布伦宁根据最新研究制作出一个信息图，揭示了这些不同形状。这张图表展示了39类“固体沉淀”或雪，其中包括35种雪花及其名 字。这些雪花又进一步被分成121类。冰晶胚芽等更简单的雪花形状在低湿度下更常见。但平晶等更复杂的雪花形状形成于高湿度区域。
布伦宁说：“我们依然不知道使雪花形成这些特别形状的准确变量，但科学家正不断研究理论公式，以便预测雪花形状。”这项由日本北海道北见工业大学科学家开展的最新研究将分类划为3个等级：一般、中级和初级。
布伦宁根据最新研究制作出的信息图揭示了39个中级晶族。它们又被分成8组，分别是柱状冰晶、平晶、柱状冰晶和平晶混合物、雪晶聚合体、霜雪晶、冰晶胚芽、不规则颗粒和蕨类植物样形状。柱状冰晶和平晶是许多人想象的雪花形状。问题五：雪花为什么会有规则的形状？ 这和水汽凝华结晶时的晶体习性有关。水汽凝华结晶成的雪花和天然水冻结的冰都属于六方晶系。我们在博物馆里很容易被那纯洁透明的水晶所吸引。水晶和冰晶一样，都是六方晶系，不过水晶是二氧化硅（SiO2）的结晶，冰晶是水（H2O）的结晶罢了。
六方晶系具有四个结晶轴，其中三个辅轴在一个基面上，互相以60度的角度相交，第四轴(主晶轴)与三个辅轴所形成的基面垂直。六方晶系最典型的代表就象是几何学上的一个正六面柱体。当水汽凝华结晶的时候，如果主晶轴比其他三个辅轴发育得慢，并且很短，那么晶体就形成片状；倘若主晶轴发育很快，延伸很长，那么晶体就形成柱状。雪花之所以一般是六角形的，是因为沿主晶轴方向晶体生长的速度要比沿三个辅轴方向慢得多的缘故。
雪花全是由小冰花组成的，每一朵小冰花都有六片花瓣，有些花瓣象山苏花一样放出美丽的小侧舌，有些是圆形的，有些又是箭形的，或是锯齿形的，有些是完整的，有些又呈格状，但都没有超出六瓣型的范围。”
雪花的基本形状是六角形，但是大自然中却几乎找不出两朵完全相同的雪花，就象地球上找不出两个完全相同的人一样。许多学者用显微镜观测过成千上万朵雪花，这些研究最后表明，形状、大小完全一样和各部分完全对称的雪花，在自然界中是无法形成的。
在已经被人们观测过的这些雪花中，再规则匀称的雪花，也有畸形的地方。为什么雪花会有畸形呢?因为雪花周围大气里的水汽含量不可能左右上下四面八方都是一样的，只要稍有差异，水汽含量多的一面总是要增长得快一些问题六：为什么雪花会有不同形状的呢？ 花的形状为什么还能“千变万化”？这是因为形成雪花的条件是千差万别的。雪花的形状主要与形成雪花时的温度有关，当温度为-3℃至-8℃时，雪花成针状；温度为-8℃至-25℃时，雪花成片状或扇状；再冷，雪花便成为玉柱状……而且，雪花在形成的过程中是在不停地运动着，所处的温度条件在不断变化，使得雪晶时而沿着这个方向增长，时而沿着那个方向增长，这就形成了各种不同形状的雪花。
参考资料：218.28.49.211/...坍抱开HTM问题七：雪花形状为什么是规则的？ 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!
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.
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.问题八：雪花的形状是怎么形成的? 雪花的形状极多,而且十分美丽.如果把雪花放在放大镜下,可以发现每片雪花都是一幅极其精美的图案,连许多艺术家都赞叹不止。但是，各种各样的雪花形状是怎样形成的呢?雪花大都是六角形的，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。
上面说的实际上是一个典型的星状雪花的形成过程。它的相当部位，不论形状或大小，都应当是相同的。这种典型的星状雪花只有在一个理想的、平静的环境中(譬如在实验室内)才能形成。在大气中，它不能象上面说的那样有步骤地增大，所形成的形状也就不能那样典型。这是因为冰晶逐渐在下降着，而且有时在旋转着，各个枝叉接触水汽的多少有所不同，而那些接触水汽较多的枝又便增长得较多。因此，我们平常所看到的雪花虽大体上一样但又互不相同。
另外，雪花在云内下降的过程中，也会从适宜于形成这种形状的环境降到适宜于形成另一种形状的环境，于是便出观了各种复杂的雪花形状。有的象袖扣，有的象刺猾。即使都是星状雪花，也有三个枝叉的、六个枝叉的，甚至有十二个枝叉、十八个枝又的。
以上所述都是单个雪花的情况。在雪花下降时，各个雪花也很容易互相攀附并合在一起，成为更大的雪片。雪花的并合大多在以下三种情况下出观。(1)当温度低于0℃的时候，雪花在缓慢下降的途中相撞。碰撞产生了压力和热，使相撞部分有些融化而彼此沾附在一起，随后这些融化的水又立即冻结起来。这样，两个雪花就并合到一起了。(2)在温度略高于0℃的时候，雪花上本来已覆有一层水膜，这时如果两个雪花相碰，便借着水的表面张力而沾合在一起。(3)如果雪花的枝叉很复杂，则两个雪花也可以只因简单的攀连而相挂在一起。
雪花从云中下降到地面，路途很长，在条件适合时，可以经多次攀连并合而变得很大。在降大雪的时候，有时有一些鹅毛般的大雪片，就是经过多次并合而成的。
但是，有时雪花互碰时不是互相并合在一起，而是给碰破了，这时便产生一些畸形的雪花。例如，在降雪的时候，有时会见到一些单个的星枝，就属于这种情况。