Однакових сніжинок не буває. Чому не буває однакових сніжинок
Вчені виділяють два варіанти утворення снігових кристалів. У першому випадку водяна пара, занесена вітром на дуже велику висоту, де температура становить близько 40° С, може раптово замерзнути, утворивши кристали льоду. У нижньому шарі хмар, де вода замерзає повільніше, кристал створюється навколо маленької порошинки або частинки ґрунту. Цей кристал, яких в одній сніжинці налічується від 2 до 200, має форму шестигранника, тому більшість сніжинок є шестикінцевою зіркою.
«Країна Снігів» - таку поетичну назву вигадали для Тибету його мешканці.
Форма сніжинки залежить від багатьох факторів: температури навколо, вологості, тиску. Тим не менш, виділяють 7 основних видів кристалів: пластинки (якщо температура в хмарі - від -3 до 0 ° С), зірчасті кристали, стовпці (від -8 до -5 ° С), голки, просторові дендрити, стовпці з наконечником і неправильні форми. Примітно, що якщо при падінні сніжинка обертається, то форма її буде ідеально симетричною, а якщо падатиме боком або якось інакше – то ні.
Кристали льоду шестикутні: вони можуть з'єднатися кутом — лише гранню. Тому промені від сніжинки завжди ростуть у шість сторін, а розгалуження від променя може відходити лише під кутом 60 або 120 °.
З 2012 року передостанньої неділі січня відзначається «Всесвітній день снігу». Ініціаторами цього виступила Міжнародна федерація лижного спорту.
Сніжинки здаються білими через ув'язнене повітря: світло різних частот відображається на гранях між кристалами і розсіюється. Розмір звичайної сніжинки становить близько 5 мм у діаметрі, а маса – 0,004г.
Під час озвучування фільму «Олександр Невський» скрип снігу отримували шляхом стискання змішаного цукру та солі.
Вважається, що двох однакових сніжинокне буває. Вперше це було доведено 1885 року, коли американський фермер Вілсон Бентлі зробив перший вдалий знімок сніжинки під мікроскопом. Він присвятив цьому 46 років і зробив понад 5000 фотографій, на основі яких і було підтверджено теорію.
Чули колись фразу «ця сніжинка — особлива», мовляв, тому що їх зазвичай багато і всі вони прекрасні, унікальні і зачаровують, якщо придивитись. Стара мудрість говорить, що не буває двох однакових сніжинок, але чи це правда насправді? Як взагалі про це заявляти, не переглянувши всі сніжинки, що падають і впали? Раптом сніжинка десь у Москві нічим не відрізняється від сніжинки десь у Альпах.
Щоб розглянути це питання з наукової точкизору, нам потрібно знати, як сніжинка народжується і яка ймовірність (або неймовірність), що народяться дві однакові.
Сніжинка, знята за допомогою звичайного оптичного мікроскопа
Сніжинка, за своєю суттю, це лише молекули води, які зв'язуються між собою у певній твердій конфігурації. Більшість цих змін мають певний вид гексагональної симетрії; це пов'язано з тим, як молекули води з їх певними валентними кутами - які визначаються фізикою атома кисню, двох атомів водню та електромагнітною силою можуть зв'язуватися між собою. Найпростіший мікроскопічний кристалик снігу, який можна розглянути під мікроскопом, за розмірами становить одну мільйонну частину метра (1 мкм) і може бути дуже простою формою, наприклад шестикутної кристалічної пластинки. Його ширина приблизно 10 000 атомів, і подібних до нього дуже багато.
За даними Книги рекордів Гіннеса, Ненсі Найт з Національного центру атмосферних досліджень, завдяки щасливому випадку виявила дві ідентичні сніжинки, вивчаючи кристали снігу під час снігової буріу Вісконсіні, взявши із собою мікроскоп. Але коли представники сертифікують дві сніжинки як ідентичні, вони можуть на увазі лише те, що сніжинки ідентичні для точності мікроскопа; коли фізика вимагає, щоб дві речі були ідентичні, вони мають бути ідентичними з точністю до субатомної частки. А значить:
- вам потрібні такі ж частки,
- у таких конфігураціях,
- з такими ж зв'язками між собою
- у двох абсолютно різних макроскопічних системах.
Давайте подивимося, як це можна зробити.
Одна молекула води — це один атом кисню та два атоми водню, пов'язані між собою. Коли заморожені молекули води зв'язуються між собою, кожна молекула отримує близько чотирьох інших прив'язаних молекул: по одній на кожній з тетраедричних вершин над кожною окремою молекулою. Це призводить до того, що молекули води складаються у форму ґрат: шестикутну (або гексагональну) кристалічну решітку. Але великі «кубики» льоду, як і відкладення кварцу, надзвичайно рідкісні. Коли ви заглядаєте в найдрібніші масштаби та конфігурації, ви знаходите, що верхні та нижні площини цієї решітки упаковані та пов'язані дуже щільно: ви маєте «плоскі грані» на двох сторонах. Молекули на сторонах, що залишилися, більш відкриті, і додаткові молекули води зв'язуються з ними довільніше. Зокрема, шестигранні кути мають найслабші зв'язки, тому ми спостерігаємо шестикратну симетрію зростання кристалів.
Нові структури потім ростуть за такими ж симетричними схемами, нарощуючи гексагональні асиметрії після досягнення певного розміру. У великих складних кристалах снігу сотні особливо помітних особливостей, якщо дивитися під мікроскопом. Сотні особливостей серед приблизно 1019 молекул води, з яких складається звичайна сніжинка, якщо вірити Чарльзу Найту з Національного центру атмосферних досліджень. На кожну з таких функцій є мільйони можливих місцьде можуть утворитися нові гілочки. Скільки може утворити таких нових особливостей сніжинка і при цьому не стати черговою з багатьох?
Щороку в усьому світі падає приблизно 1015 (квадрилліон) кубометрів снігу на землю, і в кожному кубометрі міститься близько кількох мільярдів (109) окремих сніжинок. Оскільки Земля існує близько 4,5 мільярдів років, за всю історію на планету впало 1034 сніжинки. І знаєте, скільки з погляду статистики окремих, унікальних, симетричних особливостей, що гілкуються, могла мати сніжинка і чекати двійника в певний момент історії Землі? Усього п'ять. Тоді як у справжніх великих, природних сніжинок їх зазвичай сотні.
Навіть на рівні одного міліметра у сніжинці можна розглянути недосконалості, які складно продублювати
І тільки на самому приземленому рівні можна помилково розглянути дві однакові сніжинки. І якщо ви готові спуститися на молекулярний рівень, ситуація стане набагато гіршою. Зазвичай у кисні 8 протонів і 8 нейтронів, а атомі водню 1 протон і 0 нейтронів. Але 1 з 500 атомів кисню має 10 нейтронів, в 1 з 5000 атомів водню має 1 нейтрон, а не 0. Навіть якщо ви утворите ідеальні шестикутні кристали снігу, і за всю історію планети Земля нарахували 1034 кристали снігу, достатньо буде опуститися до розмірів тисяч молекул (менше за довжину видимого світла), щоб знайти унікальну структуру, яку планета ніколи не бачила раніше.
Але якщо проігнорувати атомні та молекулярні відмінності та відмовитися від «природного», у вас буде шанс. Дослідник сніжинок Кеннет Ліббрехт із Каліфорнійського технологічного інституту розробив методику для створення штучних «ідентичних близнюків» сніжинок та фотографує їх за допомогою спеціального мікроскопа під назвою SnowMaster 9000.
Проте багато сніжинок схожі одна на одну. Але якщо ви шукаєте справді ідентичні сніжинки на структурному, молекулярному чи атомному рівні, природа ніколи вам цього не піднесе. Така кількість можливостей велика як історії Землі, але й історії Всесвіту. Якщо ви хочете знати, скільки вам потрібно планет, щоб отримати дві ідентичні сніжинки за 13,8 мільярдів років історії Всесвіту, відповідь буде близько 101 трлн близько 10,1 трлн. Так що так, сніжинки справді унікальні. І це м'яко кажучи.
Сайт для школярів та їхніх батьків Затеево.ру з'ясував, що однакових сніжинок не буває!
З Н Є Ж І Н К І
НА
ФОТОГРАФІЯХ ЯРОСЛАВА ГНАТЮКА!
Немає нічого невагомішого за крихітні сніжинки. Впаде на руку, не відчуєш!
Важать близько міліграма, рідко - 2...3 міліграми.
Люди рідко розглядають сніжинки, адже двох зовсім однакових сніжинок не знайти. У найкращих колекціях мікрофотографій налічується понад 5 тисяч знімків сніжинок, відмінних одна від одної.
ЗАТІЄВО представляє колекцію сніжинок українського фотографа Ярослава Юрійовича Гнатюка. Ярослав Гнатюк живе та працює у Дніпропетровську, його робота пов'язана з банківськими платіжними системами, а мікрофотографія – хобі. Але його фотографії є настільки професійними, що цього року він став переможцем фотоконкурсу Яндекса.
Чому всі сніжинки такі різні?
Спочатку всі зародки сніжинок схожі на крихітні шестикутні призми. Потім із шести кутів призми починають рости абсолютно однакові крижані голочки — бічні відростки. Однакові голочки тому, що температура і вологість навколо зародка теж однакові. На них, у свою чергу, виростають, як на дереві, бічні відростки — гілочки. Сніжинка починає інтенсивно збільшуватись у розмірах. При цьому опуклі ділянки сніжинки зростають швидше. Так, із спочатку шестигранної платівки виростає шестипроменева зірочка. Пересуваючись вгору і вниз у хмарі, сніжинка потрапляє в умови з різною температурою та вмістом водяної пари. Її форма змінюється. Так сніжинки стають різними. Хоча в одній хмарі на одній висоті вони можуть зародитися однаковими. Шлях до землі у кожної сніжинки свій. Отже, у кожної і своя остаточна форма. Сніжинки падають зі швидкістю приблизно 15 метрів за хвилину. Вони майже не пов'язані між собою, і навіть невеликий вітер 2 метри в секунду приводить їх у рух. У повітрі форма сніжинок постійно змінюється. На освіту та зростання сніжинок впливає безліч факторів.
Льод, що утворює сніжинку, прозорий. Але коли сніжинок багато, то сонячне світло, відбиваючись та розсіюючись на численних гранях сніжинок, створює в нас враження білої непрозорої маси – ми називаємо її снігом. Зіштовхуючись своєму шляху з переохолодженими дрібними крапельками води, сніжинка спрощується формою. Зіткнувшись із великою краплею, може перетворитися на градинку. У різних місцяхвипадає "свій" сніг, залежно від погодних умов.
Відомо, що навесні 1944 року у Москві випали снігові пластівці розміром до 10 сантиметрів. У Сибіру спостерігалися снігові пластівці до 30 сантиметрів. Необхідна умовадля цього - цілковите безвітря. Сніжинки довго кружляють у повітрі, піднімаючись і опускаючись, довго подорожують, стикаються та зчіплюються одна з одною. Найменший вітерець розриває такі пластівці на окремі частини. При низькій температурі та сильному вітрісніжинки стикаються у повітрі, кришаться і падають на землю у вигляді уламків.
Усі матеріали дитячого сайту Затеево.ру зібрані тут:. Сайт для дітей Затеево.ру – єдиний пізнавальний ресурс такого роду серед тих, які можна знайти у каталогах дитячих сайтів. Затіево.ру змінює звичний погляд на шкільний інтернет!
Знайоме кожне школяреві твердження, що немає двох однакових сніжинок, неодноразово ставилося під сумнів. Але унікальні дослідження Каліфорнійського технологічного університетузмогли поставити останню точкуу цьому воістину новорічному питанні.
Сніг утворюється, коли мікроскопічні краплі води у хмарах притягуються до пилових частинок і замерзають.
Кристали льоду, що з'являються при цьому, не перевищують спочатку 0,1 мм в діаметрі, падають вниз і ростуть в результаті конденсації на них вологи з повітря. При цьому утворюються шестикінцеві кристалічні форми.
Через структуру молекул води між променями кристала можливі кути лише 60° і 120°. Основний кристал води має у площині форму правильного шестикутника. На вершинах такого шестикутника потім осідають нові кристали, на них - нові, і так виходять різноманітні формизірочок-сніжинок.
Професор фізики Каліфорнійського університету Кеннет Ліббрехт оприлюднив результати багаторічних досліджень своєї наукової групи. "Якщо ви бачите дві однакові сніжинки - вони все одно різняться!" - стверджує професор.
Ліббрехт довів, що у складі молекул снігу приблизно кожні п'ятсот атомів кисню з масою 16 г/моль припадає один атом з масою 18 г/моль.
Пристрій зв'язків молекули з таким атомом такий, що передбачає незліченну кількість варіантів сполук усередині кристалічної решітки.
Іншими словами – якщо дві сніжинки справді виглядають однаково, то їхню ідентичність ще потрібно перевірити на мікроскопічному рівні.
Вивчення властивостей снігу (і, зокрема, сніжинок) – не дитяча забава. Знання про природу снігу та снігових хмар дуже важливі для дослідження кліматичних змін.
Всім привіт! Я Марія, але для своїх – Марік. Все своє життя я вірила в дива і чари, і досі вірю. Хоча багато хто спростовував це. Саме тому я хочу розповісти цю історію всім. Тож почнемо...
Сьогодні 31 грудня, Новий рік… У мене є одне єдине бажання. Я хочу одного. Мені 10 років, і за цей час у мене була одна подружка, але два місяці тому вона переїхала, і мені стало зовсім самотньо. Справа в тому, що я росла сором'язливою і сором'язливою дівчинкою, я ніколи не могла просто підійти і поговорити з кимось, водночас ніхто й не хотів зі мною знайомитися... Окрім Сеньки (її ім'я – Ксенія), вона завжди мене підтримувала та підбадьорювала. Але вона поїхала, а в мене, крім туги, лишилося велике бажання знайти друзів.
Незабаром буде опівночі, і я зможу загадати бажання! Я сиджу на кухні з батьками та старшим братом. Олександру вже 16 років, я покликаю його Алік. Це почалося ще з дитинства, коли я не могла вимовляти звук «Р», а він не любив колись його називали Сашко...
Нарешті, президент вимовляє свою промову... Годинник починає бити опівночі... Я загадую бажання за всіма правилами... А я вирішила наслідувати новорічної традиції, про яку мені розповідали батьки Я, поки годинник бив дванадцять, швидко написала на папірці найзаповітніше бажання, спалила його і випила сік з попелом. І я вірю, що це бажання обов'язково справдиться, адже всі мрії обов'язково збуваються!
Минула година з того моменту. Я сиділа на підвіконні та дивилася у вікно. До мене підійшов Алік.
Марику, що робиш? Ай-так, на вулицю!
Але ж ми повинні піти трохи пізніше?
Батьки дозволили вийти раніше, а вони підійдуть хвилин через 10. Ну, підемо, у сніжки пограємо!
Через 5 хвилин ми наввипередки бігли сходами вниз. Брат, як завжди, прибіг першим. Він виграє мене майже у всі ігри, він мені ніколи і ніде не піддається, але це і на краще. «Хочеш когось перевершити або стати кращим, то бійся з противником, який перевершує тебе!» Так завжди каже Алік.
Ну що, сестричка, я переміг! І ти виконуєш моє бажання!
Чому це?
Тому що я виграв! А за умовами наших суперечок той, хто програв, виконує бажання переможця.
Яке бажання цього разу?
І зараз я повелася, на його хитрощі. Коли ми щось граємо, то укладаємо цю угоду. Я вже стільки разів виконувала його бажання та забаганки, що втомилася.
А від моїх бажань у нього лише зиск. Одного разу він мені програв у шахи, і я йому наказала зізнатися дівчині у своїх почуттях. Він це зробив, а вона відповіла взаємністю. Так він обзавівся подружкою.
Ти маєш протягом тижня знайти хоча б одного друга, а після цього познайомити зі мною!
Після сказаного братик зробив самовдоволену посмішку і кинув у мене грудку снігу. Так ми довго перекидалися один в одного снігом, я точно не зрозуміла, скільки це тривало, але я раділа і сміялася разом із ним. Мабуть, я помилялася, у мене є не лише Сенька, а й Алік.
Досить, я втомилася! - Занила я.
Нічого, давай поваляємось у снігу.
Мій вереск, напевно, був почутий у всьому районі. Ми валялися і робили янголятко. Ми навіть не помітили, як до нас приєдналися батьки. Ми перекидалися в снігу всі разом.
Тато з Аликом підпалили коробочку з вогниками і швидко прибігли до нас. У небі з'явилися різні вогники, вони були червоними, зеленими, синіми, жовтими, фіолетовими, це було так красиво! На жаль, все прекрасне колись закінчується. Після феєрверку ми пішли додому. Не встигла я заплющити очі, як заснула.
Довго мені не дали спати промінчики яскравого сонця, що бігають на моєму обличчі. Коли я розплющила очі, то спочатку не могла повірити! Переді мною на подушці лежала справжня сніжинка! Вона була п'ятикутною, зовсім як зірочка. На кожному промінці було по дві «гілочки». А на верхньому – їх було чотири! Сніжинка була настільки казковою та красивою, що я не могла відвести погляд.
Привіт! - Раптом заговорила вона.
Ти розмовляєш? Але як? І чому ти не танеш?
Я розмовляю! Я ж чарівна! Мене відправив сюди Дідусь Мороз, адже це ти загадала бажання «Хочу собі друга», а ця записка вже вирушила прямо до нього! Я допоможу тобі у пошуках друзів! Мене звуть Сніжок, а тебе? Так, і таких як я не існує, запам'ятай це!
А мене звуть Марік! Приємно познайомитись.
Чому ти сумуєш, Марику? Чому ти не можеш ні з ким потоваришувати?
Просто я дуже сором'язлива.
Зрозуміло, тобі не вистачає сміливості! І всього?
Сніжка зареготала своїм дзвінким і тоненьким голоском, що нагадував мені дзвін маленьких бубонців.
Це не просто. А біда моя в тому, що через суперечку з братом, я маю за тиждень знайти друзів.
Ми знайдемо їх за день! Давай, збирайся, і пішли надвір! Я бачу, що ти добра дівчинка, тож допоможу тобі!
Я вийшла на кухню і побачила брата.
А куди ти йдеш?
На побачення, не нудь сестричка! Бувай! І удачі з пошуком друзів!
Бувай! Успіхів на побаченні!
Двері за братом зачинилися. А я пішла снідати і збиратися надвір.
Я цмокнула в щічку тата і почала спускатися сходами.
Марику, йди на майданчик!
Навіщо, Сніжку?
Там буде найлегше познайомитися з кимось.
Після цих слів я повільно поплелася до гойдалок на дитячому майданчику. Коли я підійшла, то одразу почала кататися, а моя сніжинка розповіла мені план дій.
Отже, діятимемо прямо! Ти заговориш із тим, хто перший зайде на цей майданчик! І не важливо, хто це буде, хлопчик чи дівчинка, чи знайома ти з ним чи ні! Зрозуміло?
Ех, гаразд, - промимрила я.
Ми чекали близько п'яти хвилин. Через хвіртку пройшла дівчинка, мого віку. Сніжка одразу ж послала мене до неї.
Привіт, я Маріку! А як тебе звати?
Що тобі потрібно? - буркнула незнайомка.
Давай дружити?
Ти знайомишся, як у дитсадку. Пробач, але з дрібницею не керуюсь!
Вона відразу відійшла від мене і сіла на лаву. А я побрела на гойдалку.
Не переймайся! Зараз спробуємо ще раз!
Так я пробувала ще разів зо три, але все марно. Тож я пішла додому, пити гарячий чай.
Увечері під час вечері всі запитали: Ну що, як справи? На що я відповіла лише: «Наступного разу пощастить». Незважаючи ні на що я не здамся, адже я обіцяла братові, та й сніжинка не дарма тут, мені теж набридло бути вічно однією.
Наступного ранку мене розбудила сніжинка своїм дзвінким голоском.
Прокинься і співай! На нас чекають нові пригоди! Сьогодні твій брат піде на ковзанку, і він обов'язково візьме тебе із собою!
З чого ти це взяла?
Ну просто... Я залишила йому записку від твого імені.
А що це за записка?
Ти хочеш на ковзанку, зрозуміло. Адже тобі треба відпочити.
Після її слів у кімнату залетів Алік.
Марику, ти ще спиш? Ану вставай, ми на ковзанах кататися йдемо!
За півгодини ми вже виходили. Дорогою до ковзанка ми говорили про його дівчину, про те, як вони почали зустрічатися і про їхні побачення. Старший брат довіряє мені, тож розповідає про себе все. Коли ми приїхали, то взяли ковзани та й пішли кататися. Ми кружляли, падали і веселилися. Цілий день ми провели разом. І я дещо зрозуміла...
Алік, я зрозуміла, мені не потрібні друзі, адже в мене є ти!
Маріку, я, звичайно, вдячний, але ти помиляєшся! Я твій старший брат, і друг, само собою зрозуміло. Але в тебе, крім мене, мають бути інші друзі, без них тобі ніяк! Інакше тобі колись буде самотньо і нудно. Але в тебе залишилося ще п'ять днів!
Так розумію.
Так я й провела весь день із Аликом. Решту часу я провела вдома. Сніжка мене підбадьорювала, як могла. І після її умовлянь останній раз у канікули я все ж таки вийшла на вулицю.
Дивися, той хлопчик іде до тебе. Якщо він заговорить з тобою, то не бійся, будь сміливим!
Я глянула на того хлопця. І справді, він йшов до мене.
Привіт я Боря! А як тебе звати?
Мене? Я Марія, але можна просто Марік.
Добре, Марику, давай дружити? Просто, я нещодавно переїхав, і невдовзі захворів. Я у вікно бачив тебе щодня, і те, як ти веселилася з хлопцем на Новий рік. Я відразу ж захотів потоваришувати з тобою. А вчора, коли вийшов, щоб познайомитись, тебе вже не було. Але ж сьогодні ти тут. Може, станемо друзями?
Давай! Я з радістю.
Так ми провели з моїм новим другом весь день. Увечері я познайомила його з братом. Але коли я прийшла додому, то вже не побачила Сніжки.
З того часу я щороку просила лише одне бажання. Я хотіла побачити Сніжка. Час минав, але сніжинка більше не з'являлася.
Мені 15 років. Я дивлюсь крізь морозні візерунки у вікно надвір. Як і в першу нашу зустріч зі сніжинкою, сонце світить просто у вічі, раптом я знову почула її дзвінкий голос.
Сніжок? Це ти? Але як?
Це я! А що, не віриш? Давай розповідай, як у тебе справи? Що з Борею? Бо мені летіти треба, я на хвилинку зазирнула.
Все просто відмінно! Завдяки тобі я завела багато друзів. А з Борею ми тепер зустрічаємось! Брат, до речі, зробив своїй дівчині пропозицію! Дякую тобі велике за все!
Я рада за тебе! Я хочу з тобою попрощатися, адже минулого разу не вийшло. Прощавай, Марику! Обіцяю, що тебе не забуду!
Прощай! І я обіцяю, Сніжку...
Останню фразу я майже прошепотіла. У голові крутився образ сніжинки, яку я впізнала п'ять років тому, саме її побачила і сьогодні. Я зрозуміла, що до мене прилітала моя Сніжка... Адже однакових сніжинок не буває.
Це і є маленьке диво, маленьке чаклунство, яке допомогло мені відшукати друзів. До речі, Боря є мій чоловік, і в нас тепер двоє дітей. Я їм часто розповідаю цю історію. Із Сенькою ми продовжуємо спілкуватися.
Люди, вірте у дива! Вони зроблять вас щасливішими! Завдяки Сніжку моє життя стало яскравим і позитивним.
На цьому моя розповідь добігла кінця, я сподіваюся, що читачі зрозуміють мене, і перестануть заперечувати очевидне, а натомість стануть трішки добрішими і радіснішими! Вірте у дива, і вони обов'язково здійсняться!