Sa isang mataas na altitude sa ibabaw ng lupa sa temperatura na 0 hanggang 40 degrees, mabilis silang nagiging mga kristal ng yelo. Mas malapit sa ibabaw, ang temperatura ay unti-unting tumataas, bumagal, ang mga bagong kristal ay nakasabit sa mga tuktok nito. Ang mga kristal ay lalago, sila ay mag-uunat ng mga sinag, o mga paglaki ng mga sinag, at magiging isang snowflake. Ang bawat snowflake ay ipinanganak na hindi katulad ng isa, na may sariling espesyal na pattern.

Kung paano eksaktong nagaganap ang proseso ay depende sa kahalumigmigan, temperatura, presyon, at ang paunang hugis ng snowflake. Ang pinakamaliit na pagbabagu-bago sa mga parameter ay kapansin-pansing nagbabago sa direksyon ng paglaki ng snowflake. Iyon ang dahilan kung bakit hindi magkakaroon ng magkatulad na mga snowflake.

Bakit puti ang mga snowflake? Ang liwanag ay sumasalamin sa mga hangganan sa pagitan ng mga kristal ng yelo at ng hangin sa loob ng snowflake at nagkalat.
Ang iba't ibang pattern na nakikita natin sa mga gabing mayelo sa mga salamin na bintana ay may tamang hugis. Ang singaw ay may posibilidad na lumikha ng tuluy-tuloy na pagbuo, upang punan ang lahat ng libreng espasyo. Ang katotohanang ito at ang kakaiba ng iba't ibang mga ibabaw ay nakakaapekto sa direksyon ng paglaki ng kristal, kaya ang mga pattern na "mayelo" ay hindi nagpapanatili ng tamang hugis na mayroon ang isang snowflake.

Paano lumilitaw ang mga snowflake?

Ang mga siyentipiko ay nakatuon sa pag-aaral ng mga snowflake

Naobserbahan ng Frenchman na si Tissandier ang proseso ng pagbuo ng snow mula sa isang lobo. Umakyat siya sa kalangitan sa isang malakas na pag-ulan ng niyebe at napansin na metro bawat metro ang mga snow flakes ay unti-unting bumababa sa laki sa mga indibidwal na snowflake. Sa taas na 2000 metro, ang hangin ay naging ganap na transparent, tanging maliliit na kristal ng niyebe ang nakikita. Ang siyentipiko, tila, ay napunta sa isang laboratoryo ng niyebe.

Ang unang crystallographic treatise sa mundo

Ang anyo ng mga snow crystal ay natuklasan noong 1611 ng German scientist, physicist, astronomer na si J. Kepler nang hindi sinasadya (para sa amin).
Sa oras na ito, natuklasan ng apatnapung taong gulang na siyentipiko ang unang dalawang batas ng paggalaw ng planeta, naglathala ng mga gawa sa astronomiya, at naimbento ang teleskopyo. Kahit na siya ay isang sikat na siyentipiko, nabuhay sa kahirapan, at hindi alam kung paano pakainin ang kanyang pamilya. Sa pag-iisip kung paano gumawa ng isang magaan, walang timbang na regalo ng Bagong Taon sa isang mabuting tao, iginuhit niya ang pansin sa mga snowflake na nahuhulog sa kanyang amerikana. Pagpasok sa bahay, kumuha siya ng magnifying glass at sinimulang suriin ang natutunaw na niyebe. Pagkatapos ay umupo siya sa mesa at nagpahayag ng makikinang na mga hula tungkol sa geometric na istraktura ng mga kristal sa kalikasan. Ang aklat ay isinulat nang taimtim, mapaglaro, sa simpleng naiintindihan na wika. Dito siya, na sumasalamin sa hugis ng mga snowflake, sinabi na hindi niya naiintindihan kung bakit mayroon silang isang heksagonal na hugis.

Sa Amerika, ang naturalist photographer na si Bentley ay nangolekta ng higit sa 5,000 mga larawan ng mga snowflake sa ilalim ng mikroskopyo sa loob ng kalahating siglo. At isipin: sa mga larawang ito ay walang dalawang magkapareho! Siya ay madalas na nilapitan ng mga alahas at artista, na ginamit ang kanyang trabaho upang lumikha ng kanilang sarili. Sa mga larawan, ang mga snowflake ay talagang parang alahas na nilikha ng isang hindi maunahang master na mag-aalahas. Iyon ang tawag niya sa kanila: mga alahas ng niyebe. Kasunod nito, ang American Weather Bureau mula sa koleksyon ay naglabas ng isang atlas ng mga snowflake, na kasama ang kalahati ng mga larawan ng naturalista. Hindi niya ibinunyag ang sikreto ng pagkuha ng mataas na kalidad na mga imahe sa sinuman.

Ang pagkuha ng larawan ng snowflake ay hindi madali dahil mabilis itong natutunaw at nawawalan ng talas.

Natuklasan din ng mga Ruso ang isang paraan para sa pagkuha ng mga kristal ng niyebe, kung saan ang mga snowflake ay inilagay hindi sa salamin, ngunit sa pinakamagandang sutla na mata. Maganda rin ang kalidad ng mga larawan, at pagkatapos ay ni-retoke ang grid. Noong 1933, si Kasatkin, isang tagamasid sa istasyon ng polar, ay kumuha ng 300 litrato ng iba't ibang mga snowflake. Ang lahat ng mga snowflake ay halos heksagonal, ngunit may mga espesyal, ang mga katulad ng mga orasan ("crystal-clock," bilang Bentley na tawag sa kanila).

Ang iodoform na kristal ay heksagonal din; Si Propesor Leman ay nakakuha ng iodoform na "mga snowflake" sa isang laboratoryo na paraan, nabanggit ang kanilang pare-parehong pagbuo at pagkakatulad sa mga ordinaryong snowflake.

pagbuo ng snowflake

Hexagonal na hugis ng snowflake

Elementarya - isang tetrahedron na pinagsasama ang anim na molekula ng tubig. Ang bawat molekula ng tubig ay nagpapanatili ng kakayahang bumuo ng mga bono ng hydrogen. Samakatuwid, ang tetrahedra ay maaaring kumonekta sa isa't isa, bumuo ng mga bagong istruktura. Sa likas na katangian, mayroong isang malawak na pagkakaiba-iba ng mga ito, ngunit ang pangunahing istraktura ay isang heksagono, kung saan ang mga molekula ng tubig ay pinagsama sa isang singsing. Kaya, ang isang snowflake ay binubuo ng mga prefabricated na kristal ng yelo. Tinutukoy ng hexagonal na istraktura ng yelo ang hexagonal na hugis ng snowflake.

Ang mga maliliit na kristal ay konektado sa bawat isa sa pamamagitan ng mga gilid, hindi mga sulok; bilang resulta, ang mga sinag ay lalago sa anim na direksyon, at ang isa pang sinag ay aalis mula sa sinag nang mahigpit sa mga anggulo. sa 120 o 60 degrees. Ang mga kondisyon para sa pagbuo ng isang snowflake ay magkakaiba sa bawat oras. Samakatuwid, ito ay tumataas sa lapad, pagkatapos ay ang mga sinag nito ay pahabain. Sa isang tuyo na nagyelo na araw, ang isang snowflake ng isang hindi pangkaraniwang hugis ay bumubuo, ito ay humahaba at nagiging isang heksagonal na haligi.

Ang hugis ng mga kristal ng niyebe ay nakasalalay sa temperatura: mula -3 hanggang 0 degrees (Celsius) - nabuo ang hexagonal flat na hugis, mula -5 hanggang -3 na hugis ng karayom, mula -8 hanggang -5 - mga haligi - prisma, mula -12 hanggang -12 hanggang -8 - flat ulit. Kung bumaba ang temperatura, ang mga snowflake ay maaaring magkaroon ng maraming iba't ibang mga hugis.

Ang bawat snowflake ay may sariling buhay, dahil ang pagbuo ng isang snowflake sa bawat oras ay nangyayari sa mga bagong kondisyon. Sa bawat oras, bahagyang, ngunit, ang mga parameter: kahalumigmigan, temperatura, presyon ay magbabago. Kapag bumagsak sa Earth, ang isang snowflake ay nagbabago ng hugis: kung ito ay umiikot tulad ng isang tuktok, ito ay magiging perpektong simetriko, kung hindi man ay hindi. Kung ang temperatura ng hangin sa ibaba ng mga ulap ay tumaas sa zero, ito ay magiging normal na ulan. Madalas na nangyayari na ang snowfall ay nagiging ulan.

Modernong pag-uuri ng mga snowflake

Sa modernong panahon, lumago ang panonood ng snowflake. Ang International Snow Commission ay nagpatibay ng isang simpleng pag-uuri ng solid precipitation bilang batayan. 7 uri ng mga kristal ang naitala sa anyo ng mga plato, mga kristal na hugis-bituin, mga haligi, karayom, atbp. Inuri ng siyentipikong Ruso na si Zamorsky ang mga snowflake sa 9 na klase at 48 na uri. Kaya, ang listahan ng mga species ng mga snowflake ay maaaring ipagpatuloy sa mga hedgehog, fluff, cufflink, prisms, bituin, atbp.

Isang scientist na nag-synthesize ng kambal na snowflake

Kung napansin mo man na magkaiba sila ng hugis. Ito ay pinaniniwalaan na may mga 350 milyong snowflake sa isang metro kubiko ng niyebe! Lahat sila ay heksagonal at may mga istrukturang mala-kristal, ngunit bawat isa ay may sariling natatanging hugis. Sa loob ng maraming taon, sinubukan ng mga siyentipiko na maunawaan kung saan nagmula ang hugis na ito, kung ano ang nakakaapekto sa gayong simetrya, at kung bakit ito naiiba para sa lahat. Ang bawat natanggap na maliit na piraso ng impormasyon ay nagpapakita ng isa pang kamangha-manghang sikreto na nakapaloob sa isang snowflake.

Ang pagkakaiba-iba at pagiging perpekto ng hexagonal na istraktura ng mga snowflake ay isang pagpapakita ng karunungan at pagkamalikhain ng Diyos bilang Tagapaglikha. Ang pagbuo ng mga snowflake ay isa pang pagpapakita ng walang katapusang katalinuhan ng Panginoon. Ang manipis at maliliit na snowflake na ito ay parang mga bituin o ulo ng karayom ​​na may maraming marupok na dulo. Ang hugis ng mga snowflake sa mga guhit ay talagang kamangha-mangha. Sa loob ng maraming taon, ang naturang istraktura ay naging paksa ng interes ng mga tao. Mula noong 1945, isinagawa ang pananaliksik upang matukoy ang sanhi ng pagbuo ng mga geometric na hugis mula sa mga mikroskopikong kristal ng yelo. Ang isang snowflake ay binubuo ng higit sa 200 mga kristal ng yelo. Ang mga snowflake ay binubuo ng mga molekula ng tubig na nagkaroon ng masalimuot na hugis. Ang snow, ang pinakakahanga-hangang arkitektura ng kalikasan, ay nahuhubog kapag ang singaw ng tubig ay nagyeyelo habang ito ay dumadaan sa isang ulap. Ito ay nangyayari sa sumusunod na paraan.

Kapag ang mga molekula ng tubig ay pumasok sa mga ulap, na random na nakakalat sa singaw ng tubig, nagsisimula silang mawala ang kanilang magulong paggalaw dahil sa pagtaas ng temperatura. Pagkaraan ng ilang sandali, ang mga molekula ng tubig ay bumagal, nagsisimulang magtipon sa maliliit na grupo at tumigas. Kasabay nito, ang mga ito ay inutusan at may anyo ng mga heksagonal na numero, na kadalasang magkapareho sa bawat isa. Sa una, ang bawat snowflake ay binubuo ng isang geometrically hexagonal na molekula ng tubig. Pagkatapos ang iba pang mga katulad na molekula ay sumali dito.

Ayon sa mga teorya ng mga mananaliksik, ang pangunahing kadahilanan na tumutukoy sa hugis ng isang snowflake ay ang mga hexagonal na molekula ng tubig na ito ay kumonekta sa isa't isa tulad ng mga link sa isang kadena. Bilang karagdagan, ang mga particle ng kristal, na dapat ay normal na magkatulad, ay may iba't ibang mga hugis depende sa mga antas ng temperatura at halumigmig. (Roger Davey, David Stanley, "Lahat ng tungkol sa yelo," New Scientist, Setyembre 6, 1993.)

Gayunpaman, bakit ang lahat ng mga snowflake ay may hexagonal symmetry at bakit lahat sila ay naiiba sa bawat isa? Bakit angular ang kanilang mga contour at hindi pantay? Sinusubukan pa rin ng mga siyentipiko na makahanap ng mga sagot sa mga tanong na ito. Ngunit isang bagay ang malinaw: tanging ang Diyos, ang Isang Maylalang na may dakilang kapangyarihan, ang makapagbibigay ng iba't ibang libu-libong bilyun-bilyong snowflake.

Ang snowflake ay isa sa mga pinakamagandang likha ng kalikasan. Kailangan nating magtrabaho nang husto upang lumikha ng isang hugis na maihahambing sa kagandahan sa hugis ng isang snowflake. Kapag umuulan ng niyebe, milyon-milyong mga snowflake ang nahuhulog sa lupa, at walang dalawa ang magkatulad.

Ang snow, tulad ng alam mo na, ay frozen na tubig lamang. Bakit kung gayon ay puti ng niyebe kung ito ay nagyelo na tubig? Dapat itong walang kulay. Ang niyebe ay puti dahil ang mga eroplano ng snowflake, na mga kristal ng yelo, ay nagpapakita ng liwanag, kaya naman ang niyebe ay lumilitaw na puti.

Kapag nag-freeze ang tubig, nabubuo ang mga kristal. Nangangahulugan ito na ang mga molekula ay nakahanay sa isang espesyal na pagkakasunud-sunod, na bumubuo ng isang geometric na hugis, na tinatawag nating "kristal".

Ito ay nangyari na ang molekula ng tubig ay binubuo ng tatlong mga particle - dalawang hydrogen atoms at isang oxygen atom. Samakatuwid, sa panahon ng pagkikristal, maaari itong bumuo ng isang three- o hexagonal figure. Ang tubig na nagiging niyebe ay isang anyo ng singaw ng tubig sa atmospera. Kapag nagyeyelo, ang mga kristal ng tubig ay napakaliit na hindi nakikita. Kapag nabubuo ang niyebe, ang mga kristal na ito ay dinadala pataas at pababa ng mga agos ng hangin sa atmospera.

Sa panahon ng naturang mga paggalaw, sila ay pinagsama-sama sa paligid ng pinakamaliit na particle ng alikabok o mga patak ng tubig. Ang ganitong grupo ng mga kristal ay nagiging mas at higit pa, ilang daang tulad ng mga kristal ay maaaring magtipon sa paligid ng isang naturang nucleus.

Ang grupong ito ay nagiging malaki, mabigat at bumagsak sa lupa. Tinatawag namin itong "snowflake". Ang ilang mga snowflake ay umaabot sa tatlong sentimetro ang lapad. Ang laki ng mga snowflake ay depende sa temperatura. Kung mas mababa ang temperatura, mas maliit ang mga snowflake.

Bakit ganito ang hugis ng mga snowflake? Ang lahat ay simple! dito:

Molekyul ng H2O- ito ay isang tetrahedron, sa gitna kung saan mayroong oxygen, at sa dalawang vertices - hydrogen protons, na kasangkot sa pagbuo ng isang bono na may oxygen. Dalawang libreng vertices ay inookupahan ng isang pares ng oxygen electron na hindi nakikilahok sa pagbuo ng intramolecular bond. Sa mga node ng kristal na sala-sala, ang mga atomo ng oxygen ay inayos at bumubuo ng mga regular na hexagons, ngunit ang mga atomo ng hydrogen ay sumasakop sa mga arbitraryong posisyon kasama ang mga bono.

Dahil, dahil sa anisotropy ng kristal, ang pagyeyelo ay nangyayari nang hindi pantay, ang lahat ng mga snowflake ay iba ang hitsura. Ngunit dahil ang isang ice crystal ay may tatlong axes ng pangalawang order, ang isang snowflake ay maaari lamang maging hexagonal.

Kung wala kang naiintindihan sa paliwanag na ito, huwag mag-alala. Hindi rin namin siya naintindihan, nag-quote lang kami ng textbook. Upang maunawaan kung bakit ganito ang hugis ng snowflake, bumalik tayo sa molekula ng tubig. Ito ay isang tatsulok:

Ang mga kristal ng yelo, sa kabilang banda, ay may hugis ng isang heksagono, na binubuo ng mga nabanggit na tatsulok:

Ang pinakaunang kristal na ito ay ang hinaharap na snowflake. Ang kanyang karagdagang paglaki ay magaganap dahil sa pagdaragdag ng mga bagong molekula ng singaw ng tubig sa kristal.

Kahit na ang pagkakasunud-sunod ng pagkakabit ng mga bagong molekula ay magulo, sa kalaunan ay pumila sila sa mga hexagons, katulad ng ating unang kristal.

Dagdag pa, magsisimulang tumubo ang mga sanga sa snowflake. Ang eksaktong hitsura ng mga ito ay depende sa temperatura, halumigmig, presyon at isang grupo ng iba pang mga kadahilanan. Ang mga kristal ay palaging nagsasama sa isa't isa sa isang mukha at hindi kailanman sa isang anggulo, kaya ang snowflake ray ay palaging heksagonal.

Ang mga sanga ay maaaring pahabain mula sa sinag, ngunit sila ay palaging lalago sa isang anggulo na 60° o 120°.

Ito ay ang perpektong snowflake. Sa katotohanan, ang isang malaking kumpol ng "mga sanga" na lumalaki sa isang magulong paraan ay ginagawang kakaiba ang bawat snowflake. Kaya maaaring ganito ang hitsura ng mga snowflake:

O ganito:

O ganito:

At gayon pa man (kapag ang dalawang snowflake ay "nag-ugnay" nang magkasama, isang 12-ray na snowflake ay nakuha):

May alingawngaw na mayroong mga tatsulok na snowflake:

Sa katunayan, ang mga ito ay ang parehong hexagonal snowflakes, kung saan ang ilan sa mga gilid ay mas maikli kaysa sa iba.

Ang pag-asa ng hugis ng mga snowflake sa mga panlabas na kondisyon

Mayroong isang pinasimple na istatistika ng pagtitiwala ng hugis ng mga snowflake sa temperatura. Ito ay batay sa mga pangmatagalang obserbasyon ng mga siyentipiko:

0..-3°C: flat hexagons
-4..5°C: mga kristal ng karayom
-6..-8°C: mga haligi ng prisma
-9..-12°C: flat hexagons muli
-13..-16°C: mga bituin ng snowflake
>16°C: mga snowflake ng anumang hugis, kabilang ang mga napakasalimuot

Gayunpaman, imposibleng mahulaan ang hugis ng mga snowflake nang mas tumpak - masyadong maraming mga kadahilanan ang nakakaimpluwensya dito. Ang pagmomodelo sa proseso ng paglikha ng mga snowflake ay hindi posible, dahil ang bawat indibidwal na kaso ay kailangang mamodelo. Ito ay pinaniniwalaan na ang bawat bagong snowflake ay hindi katulad ng nilikha na.

Mga natuklap ng niyebe at may kulay na niyebe

Ang mga snowflake ay maaari ding mag-interlock sa isa't isa (tulad ng nasa larawan sa itaas), na bumubuo ng kumplikadong polygonal snow flakes. Minsan ang mga natuklap na ito ay may rekord na laki - sa Serbia, ang niyebe sa paanuman ay bumagsak na may diameter ng flake na hanggang 30 cm! Ito ay sa taglamig ng 1971. Ngunit kadalasan ang kanilang laki ay hindi lalampas sa 1-2 cm.

Mayroon ding kulay na niyebe - ang maliliit na particle ng alikabok ay nahuhulog sa mga ulap, na nagpapakulay sa mga snowflake ng dilaw, mapula-pula o kayumanggi. Nangyayari ito sa mga lugar na malapit sa mga disyerto, kung saan nagngangalit ang mga sandstorm. Sa pamamagitan ng paraan, ang niyebe kung minsan ay bumagsak sa mga disyerto mismo, na nagpapasaya sa mga lokal na residente sa iba't ibang at kagandahan ng mga snowflake.

Noong unang panahon may mga snowflake, at dahil hindi sila nakahanap ng mas magandang trabaho para sa kanilang sarili, lumipad sila pababa sa lupa. Marami ang napunta sa bukid at nanatili doon, marami ang nahulog sa mga bubong at nanatili doon, at isang snowflake ang tumama sa bukas na bintana, ngunit ang kuwento ay tahimik tungkol sa kapalaran nito, marahil, nanatili ito doon.
Robert Walser. Pamilya Tanner

Ang hangin kung saan sila lumabas ay puno ng malikhaing henyo. Parang hindi ako magiging mas excited
kahit na ang mga totoong bituin ay nahulog sa aking amerikana.
Henry David Thoreau

Snowflake- ang maganda at magandang anyo ng frozen na tubig - ay palaging napakapopular sa mga tao. Sa pagkakaalam, snowflake ay isang niyebe o yelong kristal, kadalasang nasa anyo ng mga heksagonal na plato at anim na mga bituin.

Sa panahon ng napakatinding hamog na nagyelo (sa mga temperatura sa ibaba -30 ° C), ang mga kristal ng yelo ay nahuhulog sa anyo ng " alabok ng brilyante"- sa kasong ito, ang isang layer ng napakalambot na niyebe ay nabuo sa ibabaw ng lupa, na binubuo ng manipis na mga karayom ​​ng yelo.

Karaniwan, sa panahon ng kanilang paggalaw sa loob ng ulap ng yelo, ang mga kristal ng yelo ay lumalaki dahil sa direktang paglipat ng singaw ng tubig sa solidong bahagi. Kung paano eksaktong nangyayari ang paglago na ito ay depende sa mga panlabas na kondisyon, lalo na sa temperatura at halumigmig. Natukoy ng mga siyentipiko ang likas na katangian ng pagtitiwala sa mga pangkalahatang termino, ngunit hindi pa ito maipaliwanag.

Sa ilalim ng ilang mga kundisyon, ang mga hexagon ng yelo ay lumalaki nang masinsinan sa kanilang axis, at pagkatapos ay nabuo ang mga pinahabang snowflake - snowflakes-column, snowflakes-needles. Sa ilalim ng iba pang mga kondisyon, ang mga hexagon ay pangunahing lumalaki sa mga direksyon na patayo sa kanilang axis, at pagkatapos ay bumubuo ang mga snowflake sa anyo. heksagonal na mga plato o heksagonal na mga bituin. Ang isang patak ng tubig ay maaaring mag-freeze hanggang sa bumabagsak na snowflake - bilang isang resulta, hindi regular na hugis ng mga snowflake.

Sa iba't ibang panahon, interesado sila sa mga snowflake Rene Descartes- French naturalist; Baron Nikolai Vasilyevich Kaulbars- Pangkalahatan at manunulat ng militar, miyembro ng Imperial Russian Geographical Society, na natuklasan ang mga snowflake ng hindi pangkaraniwang hugis; Amerikano Wilson Alvin Bentley- isa sa mga unang photographer ng snowflake; Japanese nuclear physicist Ukihiro Nakaya naglathala ng isang libro noong 1954 Mga Snow Crystal: Natural at Artipisyal”, kung saan sinuri niya nang detalyado ang likas na katangian ng mga snowflake; Kenneth Libbrecht- Amerikanong propesor sa pisika na naglathala ng aklat " Mga snowflake. Ang misteryo ng kagandahan ng kalikasan ng taglamig».

Siya ang unang nag-aral ng mga snowflake Johannes Kepler(1571-1630) - sikat na German astronomer at mathematician.

Nasa 1611 Sa taon na inilathala niya ang isang treatise "", kung saan sinuri niya ang mga geometriko na aspeto ng kanilang istraktura. Ang kilalang siyentipiko at masining na gawaing ito sa isang naa-access na anyo ay nagpapakita ng likas na katangian ng maliliit na mumo. Sa kabila ng katotohanan na ang may-akda ay hindi nagbibigay ng isang tiyak na sagot sa tanong na ibinibigay, ang gawaing ito ay may malaking epekto sa pag-unlad ng agham at itinuturing na panimulang punto sa pagbuo ng crystallography.

Ang mataas na siyentipikong tagumpay ng treatise ni Kepler ay minsang pinahahalagahan ni V. I. Vernadsky sa kanyang gawaing Fundamentals of Crystallography. Sinabi ni Vernadsky:

"Ang kahalagahan ng gawain ay nakasalalay sa katotohanan na pinatunayan niya sa unang pagkakataon na ang mga kristal ay sumusunod sa mga batas ng geometry."

« Regalo ng Bagong Taon, o tungkol sa mga hexagonal na snowflake"- isang eleganteng miniature-joke. Ang iyong trabaho Johannes Kepler dedicated sa isang kaibigan Johann Matthias Wacker ng Wackenfels, tagapayo ni Emperor Rudolph II, na Kepler bilang regalo sa Bagong Taon, naisipan kong magbigay ng "Wala". Kaya, sa paghahanap ng regalo ng Bagong Taon, sinasalamin ni I. Kepler:

"Tinatawid ko ang isang tulay na pinahihirapan ng kahihiyan - iniwan kita nang walang regalo sa Bagong Taon! At pagkatapos ay nakakakuha ako ng magandang pagkakataon! Ang singaw ng tubig, na pinalapot mula sa lamig at naging niyebe, ay bumabagsak na parang mga snowflake sa aking damit, lahat bilang isa, heksagonal, na may malalambot na sinag. Sumusumpa ako kay Hercules, narito ang isang bagay na mas maliit kaysa sa anumang patak, may hugis, maaaring magsilbing isang pinakahihintay na regalo ng Bagong Taon sa isang mahilig sa Wala, at karapat-dapat sa isang mathematician na nagtataglay ng Wala at walang natatanggap, dahil ito ay bumagsak mula sa langit at nagtatago sa sarili nitong pagkakahawig ng isang heksagonal na bituin!

Johannes Kepler sadyang inihahambing ang "Wala" at isang snowflake. Pagkatapos ng lahat, sa Latin Nix nangangahulugang "snow" sa Aleman Nihil- "wala". Nagtataka ang siyentipiko kung bakit ang mga snowflake, bago bumagsak sa malalaking mga natuklap, ay nahuhulog sa mga hexagons at mahimulmol, tulad ng mga balahibo na may anim na sinag.

At bakit, sa tuwing nagsisimula itong mag-snow, ang mga unang snowflake ay may hugis ng isang heksagonal na bituin. Samakatuwid, dapat mayroong isang tiyak na dahilan para dito. Ang pag-on sa geometry, napansin ng siyentipiko na ang mga pulot-pukyutan ay itinayo din sa isang hexagonal na pagkakasunud-sunod:

“anumang selula sa pulot-pukyutan ay napapaligiran ng anim na iba pang mga selula, na ang bawat isa ay may iisang pader na kasama nito. Ang base ng bawat cell ay may tatlong mga eroplano, na, sa pagkonekta sa mga gilid nito, ay bumubuo ng anim na polyhedral na anggulo. Ang trihedral na ilalim ng cell ay may hugis na tinatawag ng mga geometer na rhombus. Ngunit bakit ang mga bubuyog ay gumagawa ng hexagonal combs at hindi ng iba? Ngunit dahil ang regular na hexagon ay sumasakop sa pinakamalaking lugar na walang mga puwang. Ang mga bubuyog ay madaling makabuo ng isang malaking suklay hangga't maaari upang mag-imbak ng mas maraming pulot.

Ang pagmamasid na ang singaw ng tubig ay lumalapot sa ilalim ng impluwensya ng malamig, ang siyentipiko ay nagtanong ng tanong: maaari bang isaalang-alang ang malamig na dahilan kung bakit ang snow ay may heksagonal na hugis? At bakit nabubuo ang mga frosty pattern sa mga bintana sa taglamig? Ang sagot ay:

"Ang lamig ng taglamig ay tumatagos sa pamamagitan ng mga bitak sa mga bintana. Malapit sa makitid na mga bitak na ito ay may paghaharap sa init. Tumataas ang init at bumababa ang lamig. Sa katunayan, sa init, ang sangkap ay lumalawak, at sa malamig na ito ay nagiging mas siksik at mas mabigat, at mula dito ang init ay itinutulak paitaas. Samakatuwid, kapag ang singaw na naipon sa loob ay nagmamadaling lumabas, ang malamig na naipon sa labas ay dumadaloy sa loob, na ginagawang mas malamig ang mga gilid ng bukas na bintana o bitak. Ang pag-abot sa kanila, ang singaw ay patuloy na magyeyelo, at ang mga paggalaw ng singaw at hangin, una sa isang direksyon, pagkatapos sa isa pa, ay lumikha ng mga guhitan at matalim na sinag. Ang singaw ay naninirahan sa kanila.

Gayunpaman, ang dahilan para sa heksagonal na hugis ng mga snowflake ay hindi pa rin malinaw. Sa wakas Kepler Napansin ko na ang mga snowflake ay hindi agad nahuhulog kapag bumagsak. Ilang saglit, ang mga indibidwal na bahagi ng mga ito ay tumayo at ilang sandali lang ay bumagsak sa lupa. Bakit?

"Ang mga heksagonal na bituin ay bumangon kapag ang tatlong pinababang diyametro ay bumagsak, na konektado sa isang punto upang ang kanilang mga dulo ay pantay na ipinamahagi sa paligid ng circumference, at nahuhulog sa lupa na may tatlong nakababang sinag lamang, habang ang iba pang tatlong sinag, na nagsisilbing pagpapatuloy ng una, manatiling nakataas hanggang , hanggang sa ang mga sinag kung saan ang asterisk ay namamalagi at ang iba pang mga sinag na dumidikit ay bumaba sa parehong eroplano sa pagitan ng unang tatlong sinag.

Kung tatanungin mo ang isang mathematician kung saan ang figure na ang tatlong diameter ay bumalandra sa isang punto orthogonally, o sa anyo ng isang double cross, pagkatapos ay ang mathematician ay sasagot: sa isang octahedron, ang kabaligtaran vertices na kung saan ay konektado. Ngunit ang octahedron ay may eksaktong anim na vertices. Paano nangyayari na ang pagbagsak ng niyebe, bago maging patag, na may tatlong diyametro na matatagpuan sa tamang mga anggulo sa isa't isa, ay bumubuo ng balangkas ng isang octahedron?

Kaya, ang cubic arrangement sa espasyo ng mga patak na bumubuo sa snow ay dahil sa panloob na init ng singaw. Inaayos nito ang mga haka-haka na patak ng singaw kasama ang tatlong diameter, inilalagay ang mga ito sa isang octahedral na pagkakasunud-sunod upang ang sangkap, condensing, ay naipon kasama ang ipinahiwatig na mga diameter. Dapat ding idagdag na ang lahat ng fluffs mula sa gitna ay nakadirekta palabas, tulad ng mga karayom ​​sa isang sanga ng spruce. Ipinapahiwatig nito na ang puwersa ng paghubog ay puro sa gitna at kumikilos mula doon nang pantay sa lahat ng direksyon.

Kepler Iminungkahi na ang tatlong napiling diameter ay lumitaw para sa parehong dahilan na mayroong tatlong piniling direksyon sa mga katawan ng mga nabubuhay na nilalang: itaas, ibaba, harap at likod, pati na rin ang kanan at kaliwang panig.

Ang paglitaw ng anim na napiling direksyon sa mga katawan ng mga hayop ay nagmumungkahi na ang mga katawan ng mga hayop ay hindi lamang nilikha ayon sa archetype ng mga geometric na numero, lalo na ang kubo, kundi pati na rin dahil sa pangangailangan na makamit ang isang tiyak na layunin. Ang isang tao ay maihahalintulad din sa isang kubo na binuo mula sa iba't ibang elemento.

Kaya, nang pag-aralan ang lahat ng posible, ang siyentipiko ay dumating sa sumusunod na konklusyon: "Ang hexagonal na hugis ng snow ay dahil sa pare-pareho ang numerical ratios."

Ano ang layunin ng pagbuo ng niyebe? I. Kepler mga sagot:

"Ang prinsipyo ng pagbuo ay hindi lamang naglalayong makamit ang layunin, ngunit nag-aambag din sa dekorasyon, hindi lamang nagbibigay ng mga likas na katawan, ngunit hindi rin alien sa mga panandaliang libangan, na pinatunayan ng maraming mga halimbawa ng mga fossil. At kung ang kalikasan ay nilibang, hindi walang sense of humor, kung gayon ang buhay na walang pilosopiya ay patay!

Ang mga walang timbang na snowflake ay ang kamangha-manghang kagandahan ng mahimalang kalikasan! Sa kasalukuyan, ang magagandang larawan ng mga snowflake na kinunan gamit ang isang macro lens ay nilikha ng isang Canadian photographer Don Komarechka (Don Komarechka).

Ang pag-unawa sa proseso ng paghubog ay nagpapahintulot sa mga siyentipiko na lumikha ng mga snowflake sa kanilang sarili, pagkuha ng impormasyon tungkol sa pisika ng paglaki ng kristal at mga modelo ng kanilang pagbuo. Ang pag-aaral ng mga snowflake ay makakatulong din sa pag-aaral ng pagbabago ng klima at mga katangian ng tubig sa pangkalahatan.

Miniature I. Kepler " Tungkol sa hexagonal snowflakes"ay hindi lamang isang pambihira ng agham, isang dokumento ng teoretikal na crystallography at ang pagmamalaki ng kasaysayan nito. Ayon sa historyador ng crystallography I. I. Shafranovsky:

"Ito ang kasaganaan ng pinakamalalim na ideya, ang lawak ng diskarte sa pagsasaalang-alang sa mga sanhi ng pagbuo ng mga snowflake, kahanga-hangang geometric generalizations, ang katapangan at talino ng mga hypotheses na ipinahayag."

At kahit na ang gawain ay isinulat higit sa apat na siglo na ang nakalilipas, ngunit kahit ngayon ang mambabasa ay nabighani sa kung gaano katumpak ang impormasyong pang-agham. Johannes Kepler nagawang magturo sa isang mapaglarong anyo ng kwento ng Bagong Taon.

Masayang pagbabasa!

Reznik Marina Vasilievna,
librarian ng city lending department