0 से 40 डिग्री के तापमान पर जमीन से अधिक ऊंचाई पर, वे जल्दी से बर्फ के क्रिस्टल में बदल जाते हैं। सतह के करीब, तापमान धीरे-धीरे बढ़ता है, धीमा होता है, इसके शीर्ष पर नए क्रिस्टल लगे होते हैं। क्रिस्टल बढ़ेंगे, वे किरणों, या किरणों के प्रकोपों ​​​​को फैलाएंगे, और बर्फ के टुकड़े में बदल जाएंगे। प्रत्येक स्नोफ्लेक दूसरे के विपरीत पैदा होता है, जिसका अपना विशेष पैटर्न होता है।

प्रक्रिया वास्तव में कैसे होती है यह आर्द्रता, तापमान, दबाव और बर्फ के टुकड़े के प्रारंभिक आकार पर निर्भर करता है। मापदंडों में मामूली उतार-चढ़ाव नाटकीय रूप से हिमपात के विकास की दिशा को बदल देता है। इसलिए एक जैसे हिमपात नहीं होंगे।

बर्फ के टुकड़े सफेद क्यों होते हैं? प्रकाश बर्फ के क्रिस्टल और बर्फ के टुकड़े और बिखरने के अंदर की हवा के बीच की सीमा सतहों को दर्शाता है।
कांच की खिड़कियों पर ठंढी शामों में हम जो विभिन्न पैटर्न देखते हैं, उनका आकार सही होता है। भाप सभी खाली स्थान को भरने के लिए एक सतत गठन बनाने की प्रवृत्ति रखती है। यह तथ्य और विभिन्न सतहों की ख़ासियत क्रिस्टल के विकास की दिशा को प्रभावित करती है, इसलिए "ठंढे" पैटर्न उस सही आकार को बरकरार नहीं रखते हैं जो एक एकल हिमपात का है।

बर्फ के टुकड़े कैसे दिखाई देते हैं?

स्नोफ्लेक्स के अध्ययन के लिए समर्पित वैज्ञानिक

फ्रेंचमैन टिसैंडियर ने एक गुब्बारे से बर्फ बनने की प्रक्रिया का अवलोकन किया। वह भारी हिमपात में आकाश में गया और देखा कि मीटर दर मीटर बर्फ के गुच्छे धीरे-धीरे आकार में अलग-अलग हिमपात के आकार में कम हो गए। 2000 मीटर की ऊंचाई पर, हवा पूरी तरह से पारदर्शी हो गई, केवल बर्फ के छोटे क्रिस्टल दिखाई दे रहे थे। वैज्ञानिक, जाहिरा तौर पर, एक बर्फ प्रयोगशाला में समाप्त हो गया।

दुनिया का पहला क्रिस्टलोग्राफिक ग्रंथ

बर्फ के क्रिस्टल के रूप की खोज 1611 में जर्मन वैज्ञानिक, भौतिक विज्ञानी, खगोलशास्त्री जे। केपलर ने संयोग से (हमारे लिए) की थी।
इस समय तक, चालीस वर्षीय वैज्ञानिक ने ग्रहों की गति के पहले दो नियमों की खोज की थी, खगोल विज्ञान पर काम प्रकाशित किए थे, और दूरबीन का आविष्कार किया था। हालांकि वह एक प्रसिद्ध वैज्ञानिक थे, गरीबी में रहते थे, और अपने परिवार का भरण-पोषण करना नहीं जानते थे। एक अच्छे व्यक्ति को हल्के, भारहीन नए साल का उपहार कैसे बनाया जाए, इस बारे में सोचकर, उसने अपने कोट पर गिरने वाले बर्फ के टुकड़ों की ओर ध्यान आकर्षित किया। घर में प्रवेश करते हुए, उसने एक आवर्धक काँच निकाला और पिघलती बर्फ की जाँच करने लगा। फिर वह मेज पर बैठ गया और प्रकृति में क्रिस्टल की ज्यामितीय संरचना के बारे में शानदार अनुमान व्यक्त किया। पुस्तक ईमानदारी से, चंचलता से, सरल समझने योग्य भाषा में लिखी गई है। यहां उन्होंने बर्फ के टुकड़े के आकार पर विचार करते हुए कहा कि उन्हें समझ में नहीं आया कि उनके पास हेक्सागोनल आकार क्यों है।

अमेरिका में, प्रकृतिवादी फोटोग्राफर बेंटले ने आधी सदी के लिए एक माइक्रोस्कोप के तहत बर्फ के टुकड़े की 5,000 से अधिक तस्वीरें एकत्र कीं। और कल्पना कीजिए: इन तस्वीरों में दो समान नहीं थे! उनसे अक्सर जौहरी और कलाकार संपर्क करते थे, जो उनके काम का इस्तेमाल अपना खुद का बनाने के लिए करते थे। तस्वीरों में, बर्फ के टुकड़े वास्तव में एक नायाब मास्टर जौहरी द्वारा बनाए गए गहनों की तरह दिखते हैं। यही उसने उन्हें बुलाया: बर्फ के गहने। इसके बाद, अमेरिकी मौसम ब्यूरो ने संग्रह से बर्फ के टुकड़ों का एक एटलस जारी किया, जिसमें प्रकृतिवादी की आधी तस्वीरें शामिल थीं। उन्होंने किसी को भी उच्च-गुणवत्ता वाली छवियां प्राप्त करने का रहस्य नहीं बताया।

बर्फ के टुकड़े की तस्वीर लेना आसान नहीं है क्योंकि यह जल्दी से पिघल जाता है और तीखापन खो देता है।

रूसियों ने बर्फ के क्रिस्टल की तस्वीर लेने की एक विधि भी खोजी, जिसमें बर्फ के टुकड़े कांच पर नहीं, बल्कि बेहतरीन रेशम की जाली पर रखे गए थे। तस्वीरें भी अच्छी गुणवत्ता की थीं, और ग्रिड को फिर से सुधारा गया था। 1933 में, ध्रुवीय स्टेशन के एक पर्यवेक्षक, कसाटकिन ने विभिन्न बर्फ के टुकड़ों की 300 तस्वीरें लीं। सभी स्नोफ्लेक्स ज्यादातर हेक्सागोनल होते हैं, लेकिन विशेष थे, जो घड़ियों से मिलते जुलते थे ("क्रिस्टल-घड़ियां," जैसा कि बेंटले ने उन्हें कहा था)।

आयोडोफॉर्म क्रिस्टल भी हेक्सागोनल है; प्रोफेसर लेमन ने प्रयोगशाला तरीके से आयोडोफॉर्म "स्नोफ्लेक्स" प्राप्त किया, उनके सुसंगत गठन और साधारण स्नोफ्लेक्स की समानता का उल्लेख किया।

बर्फ के टुकड़े का गठन

हेक्सागोनल स्नोफ्लेक आकार

प्राथमिक - एक टेट्राहेड्रोन जो छह पानी के अणुओं को जोड़ता है। पानी का प्रत्येक अणु हाइड्रोजन बांड बनाने की क्षमता रखता है। इसलिए, टेट्राहेड्रा एक दूसरे से जुड़ सकता है, नई संरचनाएं बना सकता है। प्रकृति में, उनमें से एक विस्तृत विविधता है, लेकिन मूल संरचना एक षट्भुज है, जिसमें पानी के अणु एक अंगूठी में संयुक्त होते हैं। इस प्रकार, एक बर्फ का टुकड़ा पूर्वनिर्मित बर्फ के क्रिस्टल से बना होता है। बर्फ की हेक्सागोनल संरचना बर्फ के टुकड़े के हेक्सागोनल आकार को निर्धारित करती है।

छोटे क्रिस्टल एक दूसरे से किनारों से जुड़े होते हैं, कोनों से नहीं; नतीजतन, किरणें छह दिशाओं में बढ़ेंगी, और दूसरी किरण किरण से कड़ाई से कोणों पर निकल जाएगी 120 या 60 डिग्री . पर. हर बार बर्फ के टुकड़े बनने की स्थिति अलग होगी। इसलिए, इसकी चौड़ाई में वृद्धि होगी, फिर इसकी किरणें लंबी होंगी। एक शुष्क ठंढे दिन पर, एक असामान्य आकार का एक हिमखंड बनता है, यह लंबा हो जाता है और एक हेक्सागोनल स्तंभ में बदल जाता है।

बर्फ के क्रिस्टल का आकार तापमान पर निर्भर करता है: -3 से 0 डिग्री (सेल्सियस) - हेक्सागोनल फ्लैट आकार बनते हैं, -5 से -3 सुई के आकार के, -8 से -5 तक - कॉलम - प्रिज्म, -12 से -8 - फिर से सपाट। यदि तापमान गिरता है, तो बर्फ के टुकड़े कई अलग-अलग आकार ले सकते हैं।

प्रत्येक हिमपात का अपना जीवन होता है, क्योंकि हर बार बर्फ के टुकड़े का निर्माण नई परिस्थितियों में होता है। हर बार, थोड़ा, लेकिन, पैरामीटर: आर्द्रता, तापमान, दबाव बदल जाएगा। पृथ्वी पर गिरने पर, एक हिमपात का आकार बदल जाता है: यदि यह शीर्ष की तरह घूमता है, तो यह पूरी तरह से सममित होगा, अन्यथा नहीं। यदि बादलों के नीचे हवा का तापमान शून्य हो जाता है, तो यह सामान्य बारिश होगी। अक्सर ऐसा होता है कि बर्फबारी बारिश में बदल जाती है।

स्नोफ्लेक्स का आधुनिक वर्गीकरण

आधुनिक समय में स्नोफ्लेक देखने का चलन बढ़ गया है। अंतर्राष्ट्रीय हिम आयोग ने आधार के रूप में ठोस वर्षा का एक सरल वर्गीकरण अपनाया है। 7 प्रकार के क्रिस्टल प्लेट, तारे के आकार के क्रिस्टल, कॉलम, सुई आदि के रूप में दर्ज किए गए थे। रूसी वैज्ञानिक ज़मोर्स्की ने बर्फ के टुकड़ों को 9 वर्गों और 48 प्रकारों में वर्गीकृत किया था। तो, स्नोफ्लेक्स की प्रजातियों की सूची को हेजहोग, फ्लफ, कफ़लिंक, प्रिज्म, स्टार आदि के साथ जारी रखा जा सकता है।

एक वैज्ञानिक जो एक जुड़वां हिमपात का संश्लेषण करता है

यदि आपने कभी गौर किया है कि उनके अलग-अलग आकार हैं। ऐसा माना जाता है कि एक घन मीटर बर्फ में लगभग 350 मिलियन हिमखंड होते हैं! वे सभी हेक्सागोनल हैं और क्रिस्टल जैसी संरचनाएं हैं, लेकिन प्रत्येक का अपना अनूठा आकार है। वर्षों से, वैज्ञानिकों ने यह समझने की कोशिश की है कि यह आकार कहाँ से आता है, इस तरह की समरूपता को क्या प्रभावित करता है और यह सभी के लिए अलग क्यों है। प्रत्येक प्राप्त जानकारी के एक छोटे से टुकड़े में बर्फ के टुकड़े में निहित एक और अद्भुत रहस्य का पता चलता है।

बर्फ के टुकड़ों की षट्कोणीय संरचना की विविधता और आदर्श सृष्टिकर्ता के रूप में ईश्वर की बुद्धि और रचनात्मकता का प्रकटीकरण है। बर्फ के टुकड़ों का बनना भगवान की अनंत सरलता की एक और अभिव्यक्ति है।ये पतले, छोटे बर्फ के टुकड़े सितारों या सुई के सिर की तरह होते हैं जिनमें कई नाजुक युक्तियाँ होती हैं। चित्रों में बर्फ के टुकड़े का आकार वास्तव में अद्भुत है। कई वर्षों से, ऐसी संरचना लोगों के हित का विषय रही है। 1945 से, सूक्ष्म बर्फ क्रिस्टल से ज्यामितीय आकृतियों के गठन के कारण को निर्धारित करने के लिए शोध किया गया है। एक हिमपात का एक खंड 200 से अधिक बर्फ के क्रिस्टल से बना होता है। स्नोफ्लेक्स पानी के अणुओं से बने होते हैं जिन्होंने एक जटिल आकार ले लिया है। बर्फ, प्रकृति का सबसे वास्तुशिल्प चमत्कार, तब आकार लेता है जब जल वाष्प एक बादल से गुजरते हुए जम जाता है। यह निम्न प्रकार से होता है।

जब पानी के अणु जल वाष्प में बेतरतीब ढंग से बिखरे बादलों में प्रवेश करते हैं, तो वे तापमान में वृद्धि के कारण अपनी अराजक गति खोने लगते हैं। थोड़ी देर बाद, पानी के अणु धीमे हो जाते हैं, छोटे समूहों में इकट्ठा होने लगते हैं और जमने लगते हैं। उसी समय, उन्हें आदेश दिया जाता है और हेक्सागोनल आकृतियों का रूप होता है, जो अक्सर एक दूसरे के समान होते हैं। सबसे पहले, प्रत्येक बर्फ के टुकड़े में एक ज्यामितीय रूप से हेक्सागोनल पानी का अणु होता है। फिर अन्य समान अणु इससे जुड़ते हैं।

शोधकर्ताओं के सिद्धांतों के अनुसार, बर्फ के टुकड़े के आकार को निर्धारित करने वाला मुख्य कारक यह है कि ये हेक्सागोनल पानी के अणु एक दूसरे से एक श्रृंखला में लिंक की तरह जुड़ते हैं। इसके अलावा, क्रिस्टल कण, जो सामान्य रूप से समान दिखना चाहिए, तापमान और आर्द्रता के स्तर के आधार पर अलग-अलग आकार लेते हैं। (रोजर डेवी, डेविड स्टेनली, "ऑल अबाउट आइस," न्यू साइंटिस्ट, 6 सितंबर, 1993।)

और फिर भी, सभी स्नोफ्लेक्स में हेक्सागोनल समरूपता क्यों होती है और वे सभी एक दूसरे से अलग क्यों होते हैं? उनकी आकृति कोणीय क्यों होती है और सम नहीं? वैज्ञानिक अभी भी इन सवालों के जवाब खोजने की कोशिश कर रहे हैं। लेकिन एक बात स्पष्ट है: केवल परमेश्वर, महान शक्ति वाला एक निर्माता, हजारों अरबों बर्फ के टुकड़े प्रदान कर सकता है।

स्नोफ्लेक प्रकृति की सबसे खूबसूरत कृतियों में से एक है। एक बर्फ के टुकड़े के आकार की सुंदरता में तुलनीय आकार बनाने के लिए हमें कड़ी मेहनत करनी होगी। जब बर्फ पड़ती है, तो लाखों बर्फ के टुकड़े जमीन पर गिरते हैं, और कोई भी दो एक जैसे नहीं होते हैं।

बर्फ, जैसा कि आप पहले से ही जानते हैं, सिर्फ जमी हुई पानी है। फिर बर्फ सफेद क्यों है अगर यह जमे हुए पानी है? यह रंगहीन होना चाहिए। बर्फ सफेद होती है क्योंकि बर्फ के टुकड़े के विमान, जो बर्फ के क्रिस्टल होते हैं, प्रकाश को दर्शाते हैं, यही वजह है कि बर्फ सफेद दिखाई देती है।

जब पानी जम जाता है, तो क्रिस्टल बन जाते हैं। इसका मतलब है कि अणु एक विशेष क्रम में एक ज्यामितीय आकार बनाते हैं, जिसे हम "क्रिस्टल" कहते हैं।

ऐसा हुआ कि पानी के अणु में तीन कण होते हैं - दो हाइड्रोजन परमाणु और एक ऑक्सीजन परमाणु। इसलिए, क्रिस्टलीकरण के दौरान, यह तीन- या हेक्सागोनल आकृति बना सकता है। जल का बर्फ में बदलना वायुमंडल में जलवाष्प का एक रूप है। जमने पर पानी के क्रिस्टल इतने छोटे होते हैं कि वे दिखाई नहीं देते। जब बर्फ बनती है, तो ये क्रिस्टल वायुमंडल में वायु धाराओं द्वारा ऊपर और नीचे चले जाते हैं।

इस तरह के आंदोलनों के दौरान, उन्हें धूल या पानी की बूंदों के सबसे छोटे कणों के आसपास समूहीकृत किया जाता है। क्रिस्टल का ऐसा समूह अधिक से अधिक हो जाता है, ऐसे कई सौ क्रिस्टल एक ऐसे नाभिक के आसपास इकट्ठा हो सकते हैं।

यह समूह बड़ा, भारी हो जाता है और जमीन पर गिर जाता है। हम इसे "स्नोफ्लेक" कहते हैं। कुछ बर्फ के टुकड़े तीन सेंटीमीटर व्यास तक पहुंचते हैं। बर्फ के टुकड़े का आकार तापमान पर निर्भर करता है। तापमान जितना कम होगा, बर्फ के टुकड़े उतने ही छोटे होंगे।

बर्फ के टुकड़े इस आकार के क्यों होते हैं? सब कुछ सरल है! यहां:

H2O अणु- यह एक टेट्राहेड्रोन है, जिसके केंद्र में ऑक्सीजन होती है, और दो शीर्षों पर - हाइड्रोजन प्रोटॉन, जो ऑक्सीजन के साथ एक बंधन बनाने में शामिल होते हैं। दो मुक्त कोने ऑक्सीजन इलेक्ट्रॉनों की एक जोड़ी द्वारा कब्जा कर लिया जाता है जो इंट्रामोल्युलर बॉन्ड के निर्माण में भाग नहीं लेते हैं। क्रिस्टल जाली के नोड्स पर, ऑक्सीजन परमाणुओं का आदेश दिया जाता है और नियमित हेक्सागोन बनाते हैं, लेकिन हाइड्रोजन परमाणु बंधनों के साथ मनमानी स्थिति पर कब्जा कर लेते हैं।

चूंकि, क्रिस्टल की अनिसोट्रॉपी के कारण, हिमीकरण असमान रूप से होता है, सभी हिमखंड अलग दिखते हैं। लेकिन चूंकि एक बर्फ के क्रिस्टल में दूसरे क्रम के तीन अक्ष होते हैं, एक बर्फ का टुकड़ा केवल हेक्सागोनल हो सकता है।

यदि आप इस स्पष्टीकरण से कुछ नहीं समझते हैं, तो चिंता न करें। हम उसे भी नहीं समझ पाए, हमने सिर्फ पाठ्यपुस्तक का हवाला दिया। यह समझने के लिए कि बर्फ के टुकड़े का आकार ऐसा क्यों होता है, आइए पानी के अणु पर वापस जाएं। यह एक त्रिभुज है:

दूसरी ओर, बर्फ के क्रिस्टल में एक षट्भुज का आकार होता है, जिसमें उपरोक्त त्रिकोण होते हैं:

यह पहला क्रिस्टल भविष्य का हिमपात है। क्रिस्टल में नए जल वाष्प अणुओं के जुड़ने के कारण उसकी आगे की वृद्धि होगी।

यद्यपि नए अणुओं के जुड़ाव का क्रम अव्यवस्थित है, वे अंततः हमारे पहले क्रिस्टल के समान हेक्सागोन्स में पंक्तिबद्ध होते हैं।

इसके अलावा, बर्फ के टुकड़े पर शाखाएं बढ़ने लगेंगी। वे वास्तव में कैसे दिखेंगे यह तापमान, आर्द्रता, दबाव और अन्य कारकों के समूह पर निर्भर करता है। क्रिस्टल हमेशा एक दूसरे से एक चेहरे पर जुड़ते हैं और कभी भी कोण पर नहीं होते हैं, इसलिए हिमपात की किरण हमेशा हेक्सागोनल होगी।

शाखाएं बीम से फैल सकती हैं, लेकिन वे हमेशा 60° या 120° के कोण पर बढ़ेंगी।

यह एकदम सही हिमपात था। वास्तव में, "शाखाओं" का एक विशाल समूह जो अराजक तरीके से बढ़ता है, प्रत्येक हिमपात को अद्वितीय बनाता है। तो बर्फ के टुकड़े इस तरह दिख सकते हैं:

या इस तरह:

या इस तरह:

और फिर भी (जब दो स्नोफ्लेक्स एक साथ "लिंक" करते हैं, तो एक 12-रे स्नोफ्लेक प्राप्त होता है):

अफवाह यह है कि त्रिकोणीय बर्फ के टुकड़े हैं:

वास्तव में, ये वही हेक्सागोनल स्नोफ्लेक्स हैं, जिनमें कुछ पक्ष दूसरों की तुलना में छोटे होते हैं।

बाहरी परिस्थितियों पर बर्फ के टुकड़े के आकार की निर्भरता

तापमान पर बर्फ के टुकड़ों के आकार की निर्भरता के एक सरलीकृत आँकड़े हैं। यह वैज्ञानिकों की दीर्घकालिक टिप्पणियों पर आधारित है:

0..-3°С:सपाट षट्भुज
-4.5°С:सुई क्रिस्टल
-6..-8°С:प्रिज्म कॉलम
-9..-12°С:फ्लैट हेक्सागोन्स फिर से
-13..-16°С:हिमपात के तारे
>16 डिग्री सेल्सियस:किसी भी आकार के बर्फ के टुकड़े, बहुत जटिल वाले सहित

और फिर भी बर्फ के टुकड़ों के आकार की अधिक सटीक भविष्यवाणी करना असंभव है - बहुत सारे कारक इसे प्रभावित करते हैं। स्नोफ्लेक्स बनाने की प्रक्रिया को मॉडलिंग करना संभव नहीं है, क्योंकि प्रत्येक व्यक्तिगत मामले को मॉडलिंग करना होगा। ऐसा माना जाता है कि प्रत्येक नया हिमपात पहले से बनाए गए हिमपात जैसा नहीं होता है।

बर्फ के गुच्छे और रंगीन बर्फ

स्नोफ्लेक्स एक दूसरे के साथ इंटरलॉक भी कर सकते हैं (जैसा कि ऊपर चित्र में है), जटिल बहुभुज बर्फ के गुच्छे बनाते हैं। कभी-कभी ये गुच्छे रिकॉर्ड आकार के होते हैं - सर्बिया में, बर्फ किसी तरह 30 सेमी तक के परतदार व्यास के साथ गिरती है! 1971 की सर्दियों की बात है। लेकिन अक्सर उनका आकार 1-2 सेमी से अधिक नहीं होता है।

रंगीन बर्फ भी है - धूल के छोटे कण बादलों में गिरते हैं, बर्फ के टुकड़ों को पीले, लाल या भूरे रंग में रंगते हैं। यह रेगिस्तान के पास स्थित क्षेत्रों में होता है, जहां रेतीले तूफान आते हैं। वैसे, कभी-कभी खुद रेगिस्तान में बर्फ गिरती है, स्थानीय निवासियों को बर्फ के टुकड़ों की विविधता और सुंदरता से प्रसन्न करती है।

एक बार बर्फ के टुकड़े थे, और चूंकि उन्हें अपने लिए कोई बेहतर व्यवसाय नहीं मिला, इसलिए वे जमीन पर उड़ गए। कई लोग मैदान में उतरे और वहीं रुक गए, कई छतों पर गिर गए और वहीं रुक गए, और एक बर्फ का टुकड़ा खुली खिड़की से टकराया, लेकिन कहानी अपने भाग्य के बारे में चुप है, शायद, वहीं रही।
रॉबर्ट वाल्सर। टान्नर परिवार

जिस हवा में वे उठते हैं वह रचनात्मक प्रतिभा से भरी होती है। मुझे नहीं लगता कि मैं अधिक उत्साहित होऊंगा
भले ही असली सितारे मेरे कोट पर गिरे।
हेनरी डेविड थोरयू

हिमपात का एक खंड- जमे हुए पानी का सुंदर और सुंदर रूप - हमेशा लोगों के बीच बेहद लोकप्रिय रहा है। जैसा कि ज्ञात है, हिमपात का एक खंडएक बर्फ या बर्फ का क्रिस्टल होता है, जो आमतौर पर हेक्सागोनल प्लेटों और छह-नुकीले तारों के रूप में होता है।

बहुत गंभीर ठंढों (-30 डिग्री सेल्सियस से नीचे के तापमान पर) के दौरान, बर्फ के क्रिस्टल "के रूप में गिरते हैं" डायिमंड ड्स्ट"- इस मामले में, पृथ्वी की सतह पर बहुत ही भुलक्कड़ बर्फ की एक परत बनती है, जिसमें पतली बर्फ की सुइयां होती हैं।

आमतौर पर, बर्फ के बादल के अंदर उनके आंदोलन के दौरान, जल वाष्प के ठोस चरण में सीधे संक्रमण के कारण बर्फ के क्रिस्टल बढ़ते हैं। यह वृद्धि वास्तव में कैसे होती है यह बाहरी परिस्थितियों पर निर्भर करता है, विशेष रूप से तापमान और आर्द्रता पर। वैज्ञानिकों ने निर्भरता की प्रकृति को सामान्य शब्दों में पहचाना है, लेकिन अभी तक इसकी व्याख्या नहीं कर पाए हैं।

कुछ शर्तों के तहत, बर्फ के षट्भुज अपनी धुरी के साथ तीव्रता से बढ़ते हैं, और फिर लम्बी बर्फ के टुकड़े बनते हैं - स्नोफ्लेक्स-कॉलम, स्नोफ्लेक्स-सुई. अन्य परिस्थितियों में, षट्भुज मुख्य रूप से अपनी धुरी के लंबवत दिशाओं में बढ़ते हैं, और फिर बर्फ के टुकड़े के रूप में बनते हैं हेक्सागोनल प्लेट्सया षट्कोणीय तारे. पानी की एक बूंद गिरने वाले हिमपात में जम सकती है - परिणामस्वरूप, अनियमित आकार के बर्फ के टुकड़े.

अलग-अलग समय में, वे बर्फ के टुकड़ों में रुचि रखते थे रेने डेस्कर्टेस- फ्रांसीसी प्रकृतिवादी; बैरन निकोलाईक वासिलीविच कौलबर्स- सामान्य और सैन्य लेखक, इंपीरियल रूसी भौगोलिक सोसायटी के सदस्य, जिन्होंने असामान्य आकार के बर्फ के टुकड़े की खोज की; अमेरिकन विल्सन एल्विन बेंटले- पहले स्नोफ्लेक फोटोग्राफरों में से एक; जापानी परमाणु भौतिक विज्ञानी उकिहिरो नाकाय 1954 में एक पुस्तक प्रकाशित की हिम क्रिस्टल: प्राकृतिक और कृत्रिम”, जहां उन्होंने बर्फ के टुकड़ों की प्रकृति की विस्तार से जांच की; केनेथ लिब्रेब्रेक्ट- अमेरिकी भौतिकी के प्रोफेसर जिन्होंने पुस्तक प्रकाशित की " बर्फ के टुकड़े। शीतकालीन प्रकृति की सुंदरता का रहस्य».

वह बर्फ के टुकड़े का अध्ययन करने वाले पहले व्यक्ति थे जोहान्स केप्लर(1571-1630) - प्रसिद्ध जर्मन खगोलशास्त्री और गणितज्ञ।

मे भी 1611 वर्ष में उन्होंने एक ग्रंथ "" प्रकाशित किया, जिसमें उन्होंने उनकी संरचना के ज्यामितीय पहलुओं का विश्लेषण किया। सुलभ रूप में इस प्रसिद्ध वैज्ञानिक और कलात्मक कार्य से छोटे टुकड़ों की प्रकृति का पता चलता है। इस तथ्य के बावजूद कि लेखक प्रस्तुत प्रश्न का निश्चित उत्तर नहीं देता है, इस कार्य का विज्ञान के विकास पर महत्वपूर्ण प्रभाव पड़ा और इसे क्रिस्टलोग्राफी के विकास में प्रारंभिक बिंदु माना जाता है।

केप्लर के ग्रंथ की उच्च वैज्ञानिक उपलब्धियों को एक बार वी। आई। वर्नाडस्की ने अपने काम फंडामेंटल्स ऑफ क्रिस्टलोग्राफी में सराहा था। वर्नाडस्की ने नोट किया:

"काम का महत्व इस तथ्य में निहित है कि उसने पहली बार साबित किया कि क्रिस्टल ज्यामिति के नियमों का पालन करते हैं।"

« नए साल का उपहार, या हेक्सागोनल स्नोफ्लेक्स के बारे में"- एक सुंदर लघु-मजाक। आपका श्रम जोहान्स केप्लरएक दोस्त को समर्पित जोहान मैथियास वेकर वॉन वेकेनफेल्स, सम्राट रूडोल्फ द्वितीय के सलाहकार, जो केपलरनए साल के उपहार के रूप में, मैंने "कुछ नहीं" देने का विचार किया। तो, नए साल के उपहार की तलाश में, आई. केप्लर दर्शाता है:

"मैं शर्म से तड़पते हुए एक पुल को पार कर रहा हूँ - मैंने आपको नए साल के उपहार के बिना छोड़ दिया! और फिर मुझे एक अच्छा मौका मिलता है! जल वाष्प, ठंड से बर्फ में संघनित, मेरे कपड़ों पर बर्फ के टुकड़े की तरह गिरता है, सभी एक, हेक्सागोनल, शराबी किरणों के साथ। मैं हरक्यूलिस की कसम खाता हूं, यहां एक चीज है जो किसी भी बूंद से छोटी है, एक आकार है, कुछ भी नहीं के प्रेमी को लंबे समय से प्रतीक्षित नए साल के उपहार के रूप में सेवा कर सकती है, और एक गणितज्ञ के योग्य है जिसके पास कुछ भी नहीं है और कुछ भी नहीं मिलता है, क्योंकि यह आकाश से गिरता है और अपने आप में एक षट्कोणीय तारे की समानता को छुपाता है!

जोहान्स केप्लरजानबूझकर "कुछ नहीं" और एक बर्फ के टुकड़े की तुलना करता है। आखिर लैटिन में सिफ़रजर्मन में "बर्फ" का अर्थ है निहिल- "कुछ नहीं"। वैज्ञानिक आश्चर्य करते हैं कि बर्फ के टुकड़े, बड़े गुच्छे में गिरने से पहले, हेक्सागोन्स में क्यों गिरते हैं और छह किरणों वाले पंखों की तरह फूलते हैं।

और क्यों, जब भी बर्फ़ पड़ने लगती है, तो पहले हिमपात के टुकड़े एक षट्कोणीय तारे के आकार के होते हैं। इसलिए इसका कोई खास कारण होना चाहिए। ज्यामिति की ओर मुड़ते हुए, वैज्ञानिक ने देखा कि छत्ते भी एक हेक्सागोनल क्रम में बनाए गए हैं:

"मधुकोश में कोई भी कोशिका छह अन्य कोशिकाओं से घिरी होती है, जिनमें से प्रत्येक के साथ एक आम दीवार होती है। प्रत्येक कोशिका के आधार में तीन तल होते हैं, जो इसकी भुजाओं से जुड़कर छह बहुफलकीय कोण बनाते हैं। सेल के त्रिकोणीय तल का एक आकार होता है जिसे जियोमीटर एक समचतुर्भुज कहते हैं। लेकिन मधुमक्खियां हेक्सागोनल कंघी क्यों बनाती हैं और दूसरी नहीं? लेकिन क्योंकि नियमित षट्भुज बिना अंतराल के सबसे बड़े क्षेत्र को कवर करता है। मधुमक्खियां अधिक शहद जमा करने के लिए सहज रूप से यथासंभव बड़ी कंघी बनाने की प्रवृत्ति रखती हैं।

यह देखते हुए कि ठंड के प्रभाव में जल वाष्प गाढ़ा हो जाता है, वैज्ञानिक सवाल पूछते हैं: क्या ठंड को इस कारण से माना जा सकता है कि बर्फ का आकार हेक्सागोनल क्यों होता है? और सर्दियों में खिड़कियों पर ठंढे पैटर्न क्यों बनते हैं? जवाब है:

“सर्दियों की सर्द खिड़कियों में दरारों से रिसती है। इन संकरी दरारों के पास गर्मी से आमना-सामना होता है। गर्मी ऊपर जाती है और ठंड कम हो जाती है। दरअसल, गर्मी में, पदार्थ फैलता है, और ठंड में यह सघन और भारी हो जाता है, और इससे गर्मी ऊपर की ओर धकेल दी जाती है। इसलिए, जब अंदर जमा हुआ वाष्प बाहर निकलता है, तो बाहर जमा हुई ठंड अंदर की ओर दौड़ती है, जिससे खुली खिड़की के किनारे या दरार विशेष रूप से ठंडी हो जाती है। उन तक पहुँचने पर, भाप लगातार जम जाएगी, और भाप और हवा की गति, पहले एक दिशा में, फिर दूसरी दिशा में, उन धारियों और तेज किरणों का निर्माण करें। उन पर भाप जम जाती है।

हालांकि, बर्फ के टुकड़ों के हेक्सागोनल आकार का कारण अभी भी स्पष्ट नहीं है। आखिरकार केपलरमैंने देखा कि बर्फ के टुकड़े गिरने पर तुरंत नहीं गिरते। कुछ क्षण के लिए उनके अलग-अलग हिस्से सीधे खड़े हो गए और कुछ देर बाद ही जमीन पर गिर पड़े। क्यों?

"षट्कोणीय तारे तब उत्पन्न होते हैं जब तीन निचले व्यास गिरते हैं, एक बिंदु पर जुड़े होते हैं ताकि उनके सिरे परिधि के चारों ओर समान रूप से वितरित हों, और केवल तीन निचली किरणों के साथ जमीन पर गिरें, जबकि अन्य तीन किरणें, जो पहले की निरंतरता के रूप में काम करती हैं, तब तक ऊपर उठे रहते हैं, जब तक कि वे किरणें जिन पर तारक टिका हुआ है, झुकती नहीं हैं और अन्य किरणें चिपकी हुई हैं, पहली तीन किरणों के बीच के अंतराल में उसी तल पर उतरती हैं।

यदि आप किसी गणितज्ञ से पूछें कि किस आकृति में तीन व्यास एक बिंदु पर या एक दोहरे क्रॉस के रूप में प्रतिच्छेद करते हैं, तो गणितज्ञ उत्तर देगा: एक अष्टफलक में, जिसके विपरीत कोने जुड़े हुए हैं। लेकिन अष्टफलक के ठीक छह शीर्ष होते हैं। यह कैसे होता है कि गिरने वाली बर्फ, समतल होने से पहले, अपने तीन व्यासों के साथ एक दूसरे से समकोण पर, एक अष्टफलक का कंकाल बनाती है?

तो, बर्फ बनाने वाली बूंदों के स्थान में घन व्यवस्था वाष्प की आंतरिक गर्मी के कारण होती है। यह तीन व्यासों के साथ काल्पनिक वाष्प की बूंदों को ठीक करता है, उन्हें एक अष्टफलकीय क्रम में रखता है ताकि पदार्थ, संघनक, संकेतित व्यास के साथ जमा हो जाए। यह भी जोड़ा जाना चाहिए कि केंद्र से सभी फुलाना बाहर की ओर निर्देशित होते हैं, जैसे स्प्रूस शाखा पर सुई। यह इंगित करता है कि प्रारंभिक बल केंद्र में केंद्रित है और वहां से सभी दिशाओं में समान रूप से कार्य करता है।

केपलरसुझाव दिया कि तीन चुने हुए व्यास एक ही कारण से उत्पन्न होते हैं कि जीवित प्राणियों के शरीर में तीन चुनी हुई दिशाएँ होती हैं: ऊपर, नीचे, आगे और पीछे, साथ ही साथ दाएँ और बाएँ पक्ष।

जानवरों के शरीर में छह चुनी हुई दिशाओं के उद्भव से पता चलता है कि जानवरों के शरीर न केवल ज्यामितीय आकृतियों, अर्थात् घन के मूलरूप के अनुसार बनाए गए हैं, बल्कि एक निश्चित लक्ष्य को प्राप्त करने की आवश्यकता के कारण भी हैं। एक व्यक्ति की तुलना विभिन्न तत्वों से बने घन से भी की जा सकती है।

इसलिए, जो कुछ भी संभव था, उसका अध्ययन करने के बाद, वैज्ञानिक निम्नलिखित निष्कर्ष पर पहुंचे: "बर्फ का हेक्सागोनल आकार निरंतर संख्यात्मक अनुपात के कारण होता है।"

हिम निर्माण का उद्देश्य क्या है? I. केप्लरउत्तर:

"रचनात्मक सिद्धांत न केवल लक्ष्य को प्राप्त करना चाहता है, बल्कि सजावट में भी योगदान देता है, न केवल प्राकृतिक निकायों को जन्म देता है, बल्कि क्षणभंगुर मनोरंजन के लिए भी विदेशी नहीं है, जैसा कि जीवाश्मों के कई उदाहरणों से पता चलता है। और अगर प्रकृति का मनोरंजन हो, सेंस ऑफ ह्यूमर से रहित नहीं, तो दर्शन के बिना जीवन मृत है!

भारहीन बर्फ के टुकड़े चमत्कारी प्रकृति की अद्भुत सुंदरता हैं! वर्तमान में, मैक्रो लेंस से लिए गए स्नोफ्लेक्स की सुंदर तस्वीरें एक कनाडाई फोटोग्राफर द्वारा बनाई गई थीं डॉन कोमारेचक (डॉन कोमारेचक).

आकार देने की प्रक्रिया को समझते हुए, वैज्ञानिकों ने स्वयं बर्फ के टुकड़े बनाने की अनुमति दी, क्रिस्टल विकास के भौतिकी और उनके गठन के मॉडल के बारे में जानकारी प्राप्त की। स्नोफ्लेक्स का अध्ययन जलवायु परिवर्तन और सामान्य रूप से पानी के गुणों के अध्ययन में भी मदद कर सकता है।

लघु I. केप्लर " हेक्सागोनल स्नोफ्लेक्स के बारे में"केवल विज्ञान की दुर्लभता नहीं है, सैद्धांतिक क्रिस्टलोग्राफी का एक दस्तावेज और इसके इतिहास का गौरव है। क्रिस्टलोग्राफी के इतिहासकार के अनुसार आई। आई। शफ्रानोवस्की:

"यह गहरे विचारों की प्रचुरता है, बर्फ के टुकड़े के गठन के कारणों पर विचार करने में दृष्टिकोण की चौड़ाई, अद्भुत ज्यामितीय सामान्यीकरण, व्यक्त की गई परिकल्पनाओं की साहस और बुद्धि।"

और यद्यपि काम चार शताब्दियों से भी पहले लिखा गया था, लेकिन आज भी पाठक इस बात से मोहित है कि वैज्ञानिक जानकारी कितनी सटीक है जोहान्स केप्लरनए साल की कहानी के एक चंचल रूप में पढ़ाने में कामयाब रहे।

पढ़ने का आनंद लो!

रेजनिक मरीना वासिलिवेना,
नगर ऋण विभाग के पुस्तकालयाध्यक्ष