Korkealla maanpinnan yläpuolella 0-40 asteen lämpötilassa ne muuttuvat nopeasti jääkiteiksi. Lähempänä pintaa lämpötila nousee vähitellen, hidastuu, sen huipulle muodostuu uusia kiteitä. Kiteet kasvavat, ne venyttävät säteet tai säteiden kasvut ja muuttuvat lumihiutaleeksi. Jokainen lumihiutale syntyy toisin kuin toinen, omalla erityisellä kuviollaan.

Se, miten prosessi tarkalleen tapahtuu, riippuu kosteudesta, lämpötilasta, paineesta ja lumihiutaleen alkuperäisestä muodosta. Pienimmätkin vaihtelut parametreissa muuttavat dramaattisesti lumihiutaleen kasvun suuntaa. Siksi ei tule olemaan identtisiä lumihiutaleita.

Miksi lumihiutaleet ovat valkoisia? Valo heijastuu jääkiteiden ja lumihiutaleen sisällä olevan ilman välisiltä rajapinnoilta ja hajoaa.
Erilaiset kuviot, joita näemme pakkasilla ikkunoissa, ovat oikean muotoisia. Steam pyrkii luomaan jatkuvan muodostelman täyttämään kaiken vapaan tilan. Tämä tosiasia ja eri pintojen erikoisuus vaikuttavat kiteen kasvun suuntaan, joten "huurteiset" kuviot eivät säilytä oikeaa muotoa, joka yhdellä lumihiutaleella on.

Miten lumihiutaleet ilmestyvät?

Lumihiutaleiden tutkimukselle omistautuneita tutkijoita

Ranskalainen Tissandier tarkkaili lumen muodostumisprosessia ilmapallosta. Hän nousi taivaalle kovassa lumisateessa ja huomasi, että metri metriltä lumihiutaleet pienenivät asteittain yksittäisiksi lumihiutaleiksi. 2000 metrin korkeudessa ilma muuttui täysin läpinäkyväksi, näkyvissä oli vain pieniä lumikiteitä. Tiedemies ilmeisesti päätyi lumilaboratorioon.

Maailman ensimmäinen kristallografinen tutkielma

Lumikiteiden muodon löysi vuonna 1611 saksalainen tiedemies, fyysikko, tähtitieteilijä J. Kepler aivan (meille) vahingossa.
Tähän mennessä 40-vuotias tiedemies oli löytänyt kaksi ensimmäistä planeettojen liikkeen lakia, julkaissut tähtitiedettä koskevia teoksia ja keksinyt kaukoputken. Vaikka hän oli kuuluisa tiedemies, eli köyhyydessä eikä tiennyt kuinka ruokkia perhettään. Ajatellen kuinka tehdä kevyt, painoton uudenvuodenlahja yhdelle hyvälle ihmiselle, hän kiinnitti huomion takkiinsa putoaviin lumihiutaleisiin. Sisään astuessaan hän otti esiin suurennuslasin ja alkoi tutkia lumen sulamista. Sitten hän istui pöydän ääreen ja ilmaisi loistavia arvauksia kiteiden geometrisestä rakenteesta luonnossa. Kirja on kirjoitettu vilpittömästi, leikkisästi, yksinkertaisella ymmärrettävällä kielellä. Täällä hän pohtiessaan lumihiutaleiden muotoa sanoi, ettei hän ymmärtänyt, miksi niillä on kuusikulmainen muoto.

Amerikassa luonnontieteilijä valokuvaaja Bentley keräsi yli 5000 valokuvaa lumihiutaleista mikroskoopin alla puolen vuosisadan ajan. Ja kuvittele: näiden kuvien joukossa ei ollut kahta identtistä! Häntä lähestyivät usein jalokivikauppiaat ja taiteilijat, jotka käyttivät hänen töitään oman työnsä luomiseen. Kuvissa lumihiutaleet näyttävät todella koruilta, jotka on luonut vertaansa vailla oleva korumestari. Näin hän kutsui niitä: lumijalokivet. Myöhemmin American Weather Bureau kokoelmasta julkaisi lumihiutalekartan, joka sisälsi puolet luonnontieteilijän valokuvista. Hän ei paljastanut kenellekään korkealaatuisten kuvien saamisen salaisuutta.

Valokuvan ottaminen lumihiutaleesta ei ole helppoa, koska se sulaa nopeasti ja menettää terävyyden.

Venäläiset keksivät myös menetelmän lumikiteiden kuvaamiseen, jossa lumihiutaleita ei asetettu lasille, vaan hienoimpaan silkkiverkkoon. Myös valokuvat olivat hyvälaatuisia, ja sitten ruudukkoa retusoitiin. Vuonna 1933 napa-aseman tarkkailija Kasatkin otti 300 valokuvaa erilaisista lumihiutaleista. Kaikki lumihiutaleet ovat enimmäkseen kuusikulmaisia, mutta oli myös erityisiä, kelloja muistuttavia ("kristallikelloja", kuten Bentley kutsui niitä).

Jodoformikide on myös kuusikulmainen; Professori Leman sai jodoformisia ”lumihiutaleita” laboratoriomenetelmällä, havaitsi niiden johdonmukaisen muodostumisen ja samankaltaisuuden tavallisiin lumihiutaleisiin.

lumihiutaleen muodostuminen

Kuusikulmainen lumihiutaleen muoto

Elementary - tetraedri, joka yhdistää kuusi vesimolekyyliä. Jokainen vesimolekyyli säilyttää kyvyn muodostaa vetysidoksia. Siksi tetraedrit voivat liittyä toisiinsa, muodostaa uusia rakenteita. Luonnossa niitä on monenlaisia, mutta perusrakenne on kuusikulmio, jossa vesimolekyylit yhdistyvät renkaaksi. Siten lumihiutale koostuu esivalmistetuista jääkiteistä. Jään kuusikulmainen rakenne määrää lumihiutaleen kuusikulmaisen muodon.

Pienet kiteet on yhdistetty toisiinsa reunoilla, ei kulmilla; seurauksena säteet kasvavat kuuteen suuntaan ja toinen säde poikkeaa säteestä tiukasti kulmissa 120 tai 60 asteessa. Olosuhteet lumihiutaleen muodostumiselle ovat joka kerta erilaiset. Siksi sen leveys kasvaa, sitten sen säteet pidentyvät. Kuivana pakkaspäivänä muodostuu epätavallisen muotoinen lumihiutale, se pitenee ja muuttuu kuusikulmioksi.

Lumikiteiden muoto riippuu lämpötilasta: -3 - 0 astetta (Celsius) - muodostuu kuusikulmaisia ​​litteitä muotoja, -5 - -3 neulan muotoisia, -8 - -5 - pylväitä - prismoja, -12 - 12 -8 - taas tasainen. Jos lämpötila laskee, lumihiutaleet voivat saada monia erilaisia ​​muotoja.

Jokaisella lumihiutaleella on oma elämänsä, koska lumihiutaleen muodostuminen tapahtuu joka kerta uusissa olosuhteissa. Joka kerta, hieman, mutta parametrit: kosteus, lämpötila, paine muuttuvat. Pudotessaan maan päälle lumihiutale muuttaa muotoaan: jos se pyörii kuin huippu, se on täysin symmetrinen, muuten ei. Jos ilman lämpötila pilvien alapuolella nousee nollaan, on normaalia sadetta. Usein tapahtuu, että lumisade muuttuu sateeksi.

Nykyaikainen lumihiutaleiden luokitus

Nykyaikana lumihiutaleiden katselu on kasvanut. Kansainvälinen lumikomissio on ottanut perustaksi yksinkertaisen kiinteän sateen luokituksen. 7 tyyppistä kiteitä kirjattiin levyjen, tähden muotoisten kiteiden, pylväiden, neulojen jne. muodossa. Venäläinen tiedemies Zamorsky luokitteli lumihiutaleet 9 luokkaan ja 48 tyyppiin. Joten lumihiutaleiden lajiluetteloa voidaan jatkaa siileillä, pöyhkeillä, kalvosinnapeilla, prismoilla, tähdillä jne.

Tiedemies, joka syntetisoi kaksoislumihiutaleen

Jos olet joskus huomannut, että niillä on erilaisia ​​muotoja. Uskotaan, että yhdessä kuutiometrissä lunta on noin 350 miljoonaa lumihiutaletta! Ne ovat kaikki kuusikulmaisia ​​ja niissä on kristallimainen rakenne, mutta jokaisella on oma ainutlaatuinen muotonsa. Tiedemiehet ovat vuosien ajan yrittäneet ymmärtää, mistä tämä muoto tulee, mikä vaikuttaa tällaiseen symmetriaan ja miksi se on erilainen kaikille. Jokainen saatu pieni tieto paljastaa toisen hämmästyttävän salaisuuden lumihiutaleessa.

Lumihiutaleiden kuusikulmaisen rakenteen monimuotoisuus ja ihanteet ovat osoitus Jumalan viisaudesta ja luovuudesta Luojana. Lumihiutaleiden muodostuminen on toinen osoitus Herran äärettömästä kekseliäisyydestä. Nämä ohuet, pienet lumihiutaleet ovat kuin tähtiä tai neulanpäätä, jossa on monia hauraita kärkiä. Lumihiutaleiden muoto piirustuksissa on todella hämmästyttävä. Tällainen rakenne on ollut ihmisten kiinnostuksen kohteena useiden vuosien ajan. Vuodesta 1945 lähtien on tutkittu syyn selvittämiseksi geometristen muotojen muodostumiseen mikroskooppisista jääkiteistä. Yksi lumihiutale koostuu yli 200 jääkiteestä. Lumihiutaleet koostuvat vesimolekyyleistä, jotka ovat saaneet monimutkaisen muodon. Lumi, luonnon arkkitehtonisin ihme, muodostuu, kun vesihöyry jäätyy kulkiessaan pilven läpi. Se tapahtuu seuraavalla tavalla.

Kun vesimolekyylit pääsevät pilviin satunnaisesti hajallaan vesihöyryssä, ne alkavat menettää kaoottisen liikkeensä lämpötilan nousun vuoksi. Jonkin ajan kuluttua vesimolekyylit hidastuvat, alkavat kerääntyä pieniksi ryhmiksi ja kiinteytyä. Samalla ne ovat tilattuja ja niissä on kuusikulmaisia ​​hahmoja, jotka ovat usein samanlaisia. Aluksi jokainen lumihiutale koostuu yhdestä geometrisesti kuusikulmaisesta vesimolekyylistä. Sitten siihen liittyy muita samanlaisia ​​molekyylejä.

Tutkijoiden teorioiden mukaan tärkein lumihiutaleen muodon määräävä tekijä on se, että nämä kuusikulmaiset vesimolekyylit liittyvät toisiinsa kuin lenkkejä ketjussa. Lisäksi kidehiukkaset, joiden pitäisi normaalisti näyttää samalta, saavat eri muotoja lämpötilan ja kosteustason mukaan. (Roger Davey, David Stanley, "All about ice", New Scientist, 6. syyskuuta 1993.)

Ja silti, miksi kaikilla lumihiutaleilla on kuusikulmainen symmetria ja miksi ne kaikki eroavat toisistaan? Miksi niiden ääriviivat ovat kulmikkaita eivätkä tasaisia? Tiedemiehet yrittävät edelleen löytää vastauksia näihin kysymyksiin. Mutta yksi asia on selvä: vain Jumala, yksi Luoja, jolla on suuri voima, voi tarjota erilaisia ​​tuhansia miljardeja lumihiutaleita.

Lumihiutale on yksi luonnon kauneimmista luomuksista. Meidän olisi tehtävä lujasti töitä luodaksemme muodon, joka on kauneudeltaan verrattavissa lumihiutaleen muotoon. Kun sataa lunta, miljoonia lumihiutaleita putoaa maahan, eikä kahta samanlaista ole.

Lumi, kuten jo tiedät, on vain jäätynyttä vettä. Miksi sitten lumi on valkoista, jos se on jäätynyttä vettä? Sen on oltava väritöntä. Lumi on valkoista, koska lumihiutaleen tasot, jotka ovat jääkiteitä, heijastavat valoa, minkä vuoksi lumi näyttää valkoiselta.

Kun vesi jäätyy, muodostuu kiteitä. Tämä tarkoittaa, että molekyylit asettuvat riviin erityisessä järjestyksessä muodostaen geometrisen muodon, jota kutsumme "kiteeksi".

Niin tapahtui, että vesimolekyyli koostuu kolmesta hiukkasesta - kahdesta vetyatomista ja yhdestä happiatomista. Siksi se voi kiteytymisen aikana muodostaa kolmen tai kuusikulmaisen hahmon. Lumeksi muuttuva vesi on eräs ilmakehän vesihöyryn muoto. Jäätyessään vesikiteet ovat niin pieniä, että ne eivät näy. Kun lunta muodostuu, nämä kiteet liikkuvat ylös ja alas ilmakehän ilmavirroilla.

Tällaisten liikkeiden aikana ne ryhmitellään pienimpien pöly- tai vesipisaroiden ympärille. Sellaista kideryhmää tulee yhä enemmän, useita satoja tällaisia ​​kiteitä voi kerääntyä yhden tällaisen ytimen ympärille.

Tämä ryhmä tulee suureksi, raskaaksi ja putoaa maahan. Kutsumme sitä "lumihiutaleeksi". Jotkut lumihiutaleet ovat halkaisijaltaan kolme senttimetriä. Lumihiutaleiden koko riippuu lämpötilasta. Mitä alhaisempi lämpötila, sitä pienempiä lumihiutaleita.

Miksi lumihiutaleet ovat tämän muotoisia? Kaikki on yksinkertaista! Tässä:

H2O-molekyyli- tämä on tetraedri, jonka keskellä on happea, ja kahdessa kärjessä - vetyprotoneja, jotka osallistuvat sidoksen muodostumiseen hapen kanssa. Kahdessa vapaassa kärjessä on happielektronipari, jotka eivät osallistu molekyylin sisäisten sidosten muodostumiseen. Kidehilan solmukohdissa happiatomit ovat järjestyksessä ja muodostavat säännöllisiä kuusikulmioita, mutta vetyatomit ovat mielivaltaisissa paikoissa sidoksia pitkin.

Koska kiteen anisotropian vuoksi jäätyminen tapahtuu epätasaisesti, kaikki lumihiutaleet näyttävät erilaisilta. Mutta koska jääkiteellä on kolme toisen asteen akselia, lumihiutale voi olla vain kuusikulmainen.

Jos et ymmärrä tästä selityksestä mitään, älä huoli. Emme myöskään ymmärtäneet häntä, lainasimme vain oppikirjaa. Ymmärtääksemme miksi lumihiutaleella on tämä muoto, palataanpa vesimolekyyliin. Se on kolmio:

Jääkiteillä on puolestaan ​​kuusikulmio, joka koostuu edellä mainituista kolmioista:

Tämä ensimmäinen kristalli on tulevaisuuden lumihiutale. Hänen lisäkasvunsa tapahtuu uusien vesihöyrymolekyylien lisäämisen ansiosta kiteeseen.

Vaikka uusien molekyylien kiinnittymisjärjestys on kaoottinen, ne asettuvat lopulta kuusikulmioihin, samaan kuin ensimmäinen kiteemme.

Lisäksi oksat alkavat kasvaa lumihiutaleessa. Kuinka tarkalleen ne näyttävät, riippuu lämpötilasta, kosteudesta, paineesta ja monista muista tekijöistä. Kiteet liittyvät aina toisiinsa kasvot eivätkä koskaan kulmassa, joten lumihiutaleen säde on aina kuusikulmainen.

Oksat voivat ulottua palkista, mutta ne kasvavat aina 60° tai 120° kulmassa.

Se oli täydellinen lumihiutale. Todellisuudessa valtava kaoottisella tavalla kasvavien "oksien" joukko tekee jokaisesta lumihiutaleesta ainutlaatuisen. Joten lumihiutaleet voivat näyttää tältä:

Tai näin:

Tai näin:

Ja silti (kun kaksi lumihiutaletta "liittyy" yhteen, saadaan 12-säteen lumihiutale):

Huhun mukaan on kolmion muotoisia lumihiutaleita:

Itse asiassa nämä ovat samoja kuusikulmaisia ​​lumihiutaleita, joissa jotkut sivut ovat lyhyempiä kuin toiset.

Lumihiutaleiden muodon riippuvuus ulkoisista olosuhteista

Lumihiutaleiden muodon riippuvuudesta lämpötilasta on yksinkertaistettu tilasto. Se perustuu tutkijoiden pitkäaikaisiin havaintoihin:

0..-3°С: litteät kuusikulmiot
-4...5°С: neulaset kiteet
-6...-8°С: prismapylväät
-9..-12°С: taas litteät kuusikulmiot
-13..-16°С: lumihiutale tähdet
>16°C: minkä tahansa muotoiset lumihiutaleet, mukaan lukien erittäin monimutkaiset

Ja silti on mahdotonta ennustaa lumihiutaleiden muotoa tarkemmin - liian monet tekijät vaikuttavat tähän. Lumihiutaleiden muodostumisprosessin mallintaminen ei ole mahdollista, koska jokainen tapaus olisi mallinnettava. Uskotaan, että jokainen uusi lumihiutale ei ole samanlainen kuin jo luotu.

Lumihiutaleita ja värillistä lunta

Lumihiutaleet voivat myös lukittua toisiinsa (kuten yllä olevassa kuvassa) muodostaen monimutkaisia ​​monikulmaisia ​​lumihiutaleita. Joskus nämä hiutaleet ovat ennätyskokoisia - Serbiassa lunta putosi jotenkin hiutaleen halkaisijalla jopa 30 cm! Se oli talvella 1971. Mutta useimmiten niiden koko ei ylitä 1-2 cm.

Siellä on myös värillistä lunta - pieniä pölyhiukkasia putoaa pilviin ja värjää lumihiutaleet keltaisiksi, punertaviksi tai ruskeiksi. Tämä tapahtuu alueilla, jotka sijaitsevat lähellä aavikot, joilla hiekkamyrskyt raivoavat. Muuten, lunta sataa joskus itse aavikoihin, mikä ilahduttaa paikallisia asukkaita lumihiutaleiden monipuolisuudella ja kauneudella.

Olipa kerran lumihiutaleita, ja koska he eivät löytäneet itselleen parempaa ammattia, he lensivät maahan. Monet päätyivät peltoon ja jäivät sinne, monet putosivat katoille ja jäivät sinne, ja yksi lumihiutale osui avoimeen ikkunaan, mutta tarina on hiljaa sen kohtalosta, luultavasti se jäi sinne.
Robert Walser. Tannerin perhe

Ilma, jossa ne syntyvät, on täynnä luovaa neroutta. En usko, että olisin enemmän innoissani
vaikka todellisia tähtiä putoaisi takkiini.
Henry David Thoreau

Lumihiutale- jääveden kaunis ja siro muoto - on aina ollut erittäin suosittu ihmisten keskuudessa. Kuten tiedetään, lumihiutale on lumi- tai jääkide, yleensä kuusikulmaisten levyjen ja kuusisakaraisten tähtien muodossa.

Erittäin kovien pakkasten aikana (lämpötila alle -30 ° C) jääkiteet putoavat " timanttipöly”- tässä tapauksessa maan pinnalle muodostuu ohuista jääneuloista koostuva kerros erittäin pörröistä lunta.

Yleensä jääkiteet kasvavat liikkuessaan jääpilven sisällä johtuen vesihöyryn suorasta siirtymisestä kiinteään faasiin. Se, miten tämä kasvu tapahtuu, riippuu ulkoisista olosuhteista, erityisesti lämpötilasta ja kosteudesta. Tiedemiehet ovat tunnistaneet riippuvuuden luonteen yleisesti, mutta eivät ole vielä pystyneet selittämään sitä.

Tietyissä olosuhteissa jääkuusikulmiot kasvavat voimakkaasti akseliaan pitkin, ja sitten muodostuu pitkänomaisia ​​lumihiutaleita - lumihiutaleet-pylväät, lumihiutaleet-neulat. Muissa olosuhteissa kuusikulmiot kasvavat pääasiassa akseliinsa nähden kohtisuorassa suunnassa, jolloin lumihiutaleet muodostuvat muotoon kuusikulmainen levy tai kuusikulmainen tähti. Vesipisara voi jäätyä putoavaksi lumihiutaleeksi - seurauksena epäsäännöllisen muotoisia lumihiutaleita.

Eri aikoina he olivat kiinnostuneita lumihiutaleista Rene Descartes- ranskalainen luonnontieteilijä; Paroni Nikolai Vasilyevich Kaulbars- Kenraali ja sotilaskirjailija, Venäjän keisarillisen maantieteellisen seuran jäsen, joka löysi epätavallisen muotoisia lumihiutaleita; amerikkalainen Wilson Alvin Bentley- yksi ensimmäisistä lumihiutalekuvaajista; Japanilainen ydinfyysikko Ukihiro Nakaya julkaisi kirjan vuonna 1954 Lumikiteet: luonnolliset ja keinotekoiset”, jossa hän tutki yksityiskohtaisesti lumihiutaleiden luonnetta; Kenneth Libbrecht- amerikkalainen fysiikan professori, joka julkaisi kirjan Lumihiutaleet. Talvisen luonnon kauneuden mysteeri».

Hän oli ensimmäinen, joka tutki lumihiutaleita Johannes Kepler(1571-1630) - kuuluisa saksalainen tähtitieteilijä ja matemaatikko.

Myös sisällä 1611 Vuonna hän julkaisi tutkielman "", jossa hän analysoi niiden rakenteen geometrisia puolia. Tämä tunnettu tieteellinen ja taiteellinen teos saavutettavassa muodossa paljastaa pienten murujen luonteen. Huolimatta siitä, että kirjoittaja ei anna lopullista vastausta esitettyyn kysymykseen, tällä teoksella oli merkittävä vaikutus tieteen kehitykseen ja sitä pidetään kristallografian kehityksen lähtökohtana.

V. I. Vernadsky arvosti aikoinaan Keplerin tutkielman korkeita tieteellisiä saavutuksia teoksessaan Crystalography Fundamentals. Vernadsky huomautti:

"Teoksen merkitys on siinä, että hän osoitti ensimmäistä kertaa, että kiteet noudattavat geometrian lakeja."

« Uudenvuoden lahja tai kuusikulmaisista lumihiutaleista"- tyylikäs miniatyyri-vitsi. Sinun työsi Johannes Kepler omistettu ystävälle Johann Matthias Wacker von Wackenfels, keisari Rudolf II:n neuvonantaja, joka Kepler uudenvuodenlahjaksi ajattelin antaa "Ei mitään". Joten uudenvuodenlahjaa etsiessään I. Kepler pohtii:

"Olen häpeän piinaama sillan yli - jätin sinut ilman uudenvuodenlahjaa! Ja sitten minulla on hyvä tilaisuus! Vesihöyry, joka on tiivistynyt kylmästä lumeksi, putoaa lumihiutaleina vaatteilleni, kaikki yhtenä, kuusikulmainen, pörröisillä säteillä. Vannon Herkuleen nimeen, tässä on esine, joka on pienempi kuin mikään pisara, jolla on muoto, joka voi toimia kauan odotettuna uudenvuodenlahjana ei-mitään rakastavalle ja on matemaatikon arvoinen, jolla ei ole mitään ja joka ei saa mitään, koska se putoaa taivaalta ja kätkee itseensä kuusikulmaisen tähden kaltaisen!

Johannes Kepler vertaa tietoisesti "Ei mitään" ja lumihiutaletta. Loppujen lopuksi latinaksi Nix tarkoittaa "lunta" saksaksi Nihil- "ei mitään". Tiedemies ihmettelee, miksi lumihiutaleet putoavat ennen kuin ne putoavat suuriksi hiutaleiksi kuusikulmioiksi ja pörröisiksi, kuin höyhenet, joissa on kuusi sädettä.

Ja miksi aina kun alkaa sataa lunta, ensimmäiset lumihiutaleet ovat kuusikulmaisen tähden muotoisia. Siksi tälle on oltava erityinen syy. Kääntyessään geometriaan tiedemies huomasi, että hunajakennot on rakennettu myös kuusikulmiojärjestyksessä:

"Mitä tahansa solua hunajakennossa ympäröi kuusi muuta solua, joista jokaisella on yksi yhteinen seinä. Jokaisen solun pohjassa on kolme tasoa, jotka muodostavat sen sivuineen yhdistyessään kuusi monitahoista kulmaa. Solun kolmiosaisella pohjalla on muoto, jota geometrit kutsuvat rombiksi. Mutta miksi mehiläiset rakentavat kuusikulmaisia ​​kennoja eivätkä toisia? Mutta koska säännöllinen kuusikulmio kattaa suurimman alueen ilman aukkoja. Mehiläisillä on intuitiivisesti taipumus rakentaa mahdollisimman suuri kenno säilyttääkseen enemmän hunajaa.

Tarkastellessaan, että vesihöyry sakeutuu kylmän vaikutuksesta, tiedemies kysyy: voidaanko kylmää pitää syynä siihen, miksi lumella on kuusikulmainen muoto? Ja miksi ikkunoihin muodostuu pakkaskuvioita talvella? Vastaus on:

"Talven kylmyys tunkeutuu sisään ikkunoiden halkeamista. Näiden kapeiden halkeamien lähellä on vastakkainasettelua lämmön kanssa. Lämpö liikkuu ylös ja kylmä laskee. Todellakin, lämmössä aine laajenee, ja kylmässä siitä tulee tiheämpi ja raskaampi, ja tästä lämpö työntyy ylöspäin. Siten sisälle kertyneen höyryn ryntäydessä ulos, ulkoa kertynyt kylmä ryntää sisäänpäin, mikä tekee avoimen ikkunan tai halkeaman reunat erityisen kylmiä. Niiden saavuttaessa höyry jäätyy jatkuvasti, ja höyryn ja ilman liikkeet ensin yhteen, sitten toiseen suuntaan luovat nuo raidat ja terävät säteet. Steam asettuu heidän päälleen.

Syy lumihiutaleiden kuusikulmaiseen muotoon ei kuitenkaan ole vielä selvä. Lopulta Kepler Huomasin, että lumihiutaleet eivät putoa heti putoaessaan. Muutaman hetken yksittäiset osat niistä seisoivat pystyssä ja vain hetken kuluttua putosivat maahan. Miksi?

"Kuusikulmaiset tähdet syntyvät, kun kolme alennettua halkaisijaa putoaa, yhdistettynä yhteen pisteeseen niin, että niiden päät jakautuvat tasaisesti kehän ympärille, ja putoavat maahan vain kolmella alaslasketulla säteellä, kun taas kolme muuta sädettä, jotka toimivat jatkona ensimmäiselle, pysyy nostettuna, kunnes , kunnes säteet, joilla tähti lepää, taipuvat ja muut ylös nousevat säteet laskeutuvat samalle tasolle kolmen ensimmäisen säteen välissä.

Jos kysyt matemaatikolta, missä kuviossa kolme halkaisijaa leikkaavat yhdessä pisteessä kohtisuorasti tai kaksoisristin muodossa, matemaatikko vastaa: oktaedrissa, jonka vastakkaiset kärjet ovat yhteydessä toisiinsa. Mutta oktaedrilla on täsmälleen kuusi kärkeä. Kuinka tapahtuu, että putoava lumi muodostaa oktaedrin luurangan, ennen kuin se muuttuu litteäksi, ja sen kolme halkaisijaa ovat suorassa kulmassa toisiinsa nähden?

Joten lumen muodostavien pisaroiden kuutiojärjestely avaruudessa johtuu höyryn sisäisestä lämmöstä. Se kiinnittää kuvitteelliset höyrypisarat kolmelle halkaisijalle asettamalla ne oktaedriseen järjestykseen niin, että aine kondensoituessaan kerääntyy ilmoitettuja halkaisijoita pitkin. On myös lisättävä, että kaikki pöyhmät keskeltä suuntautuvat ulospäin, kuten neulat kuusen oksassa. Tämä osoittaa, että muodostusvoima keskittyy keskelle ja vaikuttaa sieltä tasaisesti kaikkiin suuntiin.

Kepler ehdotti, että kolme valittua halkaisijaa syntyy samasta syystä kuin elävien olentojen ruumiissa on kolme valittua suuntaa: ylhäältä, alhaalta, edessä ja takana sekä oikealla ja vasemmalla puolella.

Kuuden valitun suunnan ilmaantuminen eläinten ruumiisiin viittaa siihen, että eläinten ruumiita ei luoda vain geometristen kuvioiden arkkityypin, nimittäin kuution, mukaan, vaan myös siksi, että on tarpeen saavuttaa tietty tavoite. Henkilöä voidaan myös verrata eri elementeistä koottuun kuutioon.

Joten tutkittuaan kaiken mahdollisen tiedemies tuli seuraavaan johtopäätökseen: "Lumen kuusikulmainen muoto johtuu pysyvistä numeerisista suhteista."

Mikä on lumenmuodostuksen tarkoitus? I. Kepler vastaukset:

”Muotoiluperiaate ei ainoastaan ​​pyri saavuttamaan päämäärää, vaan myötävaikuttaa myös koristeluun, ei ainoastaan ​​synnytä luonnollisia kappaleita, vaan se ei ole myöskään vieras ohikiitävälle huville, kuten lukuisat esimerkit fossiileista osoittavat. Ja jos luonto on huvittunut, ei vailla huumorintajua, elämä ilman filosofiaa on kuollut!

Painottomat lumihiutaleet ovat ihmeellisen luonnon upea kauneus! Tällä hetkellä kauniita kuvia lumihiutaleista, jotka on otettu makroobjektiivilla, on luonut kanadalainen valokuvaaja Don Komarechka (Don Komarechka).

Muotoiluprosessin ymmärtäminen antoi tutkijoille mahdollisuuden luoda itse lumihiutaleita, saada tietoa kiteen kasvun fysiikasta ja niiden muodostumismalleista. Lumihiutaleiden tutkiminen voi auttaa myös ilmastonmuutoksen ja yleensä veden ominaisuuksien tutkimuksessa.

Miniatyyri I. Kepler " Tietoja kuusikulmaisista lumihiutaleista”ei ole vain tieteen harvinaisuus, teoreettisen kristallografian dokumentti ja historiansa ylpeys. Kristallografian historioitsijan mukaan I. I. Shafranovski:

"Tämä on syvimpien ideoiden runsaus, lähestymistavan laajuus pohdittaessa lumihiutaleiden muodostumisen syitä, upeita geometrisia yleistyksiä, esitettyjen hypoteesien rohkeutta ja nokkeluutta."

Ja vaikka teos kirjoitettiin yli neljä vuosisataa sitten, lukijaa kiehtoo vielä nykyäänkin se, kuinka tarkka tieteellinen tieto Johannes Kepler onnistui opettamaan uudenvuoden tarinan leikkisässä muodossa.

Hyvää lukemista!

Reznik Marina Vasilievna,
kaupungin lainausosaston kirjastonhoitaja