看雪的教學實錄
雪花有多種多樣的形態,但每一片雪花都是六角形的,這是大自然呈現給我們的美麗,也是給我們出的一道課題。
雪花的形狀,涉及到水在大氣中的結晶過程。大氣中的水分子在冷卻到冰點以下時,就開始凝華,而形成水的晶體,即冰晶。冰晶和其他一切晶體一樣,其最基本的性質就是具有自己的規則的幾何外形。冰晶屬六方晶系,六方晶系具有四個結晶軸,其中三個輔軸在一個平面上,互相以六十度角相交;另一主軸與這三個輔軸組成的平面垂直。六方晶系的最典型形狀是六稜柱體。但是,當結晶過程中主軸方向晶體發育很慢,而輔軸方向發育較快時,晶體就呈現出六邊形片狀。
大氣中的水汽在結晶過程中,往往是晶體在主晶軸方向生長速度慢,而三個輔軸方向則快得多,冰晶多為六邊片狀。當大氣中的水汽十分豐富的.時候,周圍的水分子不斷地向最初形成的晶片上結合,其中,雪片的六個頂角首當其衝,這樣,頂角上會出現一些突出物和枝杈。這些枝*增長到一定程度,又會分*。次級分又與母枝均保持六十度的角度.這樣,就形成了一朵六角星形的雪花。每片雪花在整體上雖然都是六角星形的,但在細微形態上卻有很多差別。有人專門收集過不同形狀的雪花,竟發現有六千多種不同的細微形態的雪花。
雪花從空中飄落時,為什麼能保持六角形的形態呢?科學家們發現,雪花在空中飄浮時,本身還會振動,而這種振動是環繞對稱點進行的,而這個對稱點正是最初形成的冰晶,這就是保持雪花形態在飄落過程中不發生變化的原因。
不過,在極地,有時由於大氣中的水汽不足,濕度極低,水汽結晶過程十分充裕,冰晶最終能形成六稜柱狀的標準形態。因此,在極地區,有時就能看到降下來的雪不是片狀的雪花,而是一些六稜柱形的雪晶。
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