هل سبق لك أن نظرت إلى ندفة ثلج وتساءلت كيف تشكلت أو لماذا تبدو مختلفة عن الثلج الآخر الذي قد رأيته؟ رقاقات الثلج هي شكل معين من أشكال الجليد المائي. تتشكل رقاقات الثلج في السحب التي تتكون من بخار الماء. عندما تكون درجة الحرارة 32 درجة فهرنهايت (0 درجة مئوية) أو أكثر برودة ، يتغير الماء من شكله السائل إلى ثلج. هناك عدة عوامل تؤثر على تكوين ندفة الثلج. تؤثر درجات الحرارة وتيارات الهواء والرطوبة على الشكل والحجم. يمكن أن تختلط جزيئات الأوساخ والغبار في الماء وتؤثر على الوزن البلوري والمتانة. تجعل جزيئات الأوساخ ندفة الثلج أثقل ويمكن أن تسبب تشققات وانكسارات في البلورة وتجعل تذوبها أسهل. تشكل ندفة الثلج عملية ديناميكية. قد تواجه ندفة الثلج العديد من الظروف البيئية المختلفة ، وأحيانًا يذوبها ، ويسبب أحيانًا النمو ، ويغير هيكلها دائمًا.
الوجبات الجاهزة الرئيسية: أسئلة ندفة الثلج
- رقاقات الثلج عبارة عن بلورات ماء تسقط كأمطار عندما يكون الجو باردًا في الخارج. ومع ذلك ، يسقط الثلج أحيانًا عندما يكون أعلى قليلاً من نقطة تجمد الماء وأحيانًا أخرى يسقط المطر المتجمد عندما تكون درجة الحرارة أقل من درجة التجمد.
- تأتي رقائق الثلج في مجموعة متنوعة من الأشكال. يعتمد الشكل على درجة الحرارة.
- يمكن أن تبدو رقاقات الثلج متطابقة مع العين المجردة ، لكنها ستكون مختلفة على المستوى الجزيئي.
- تبدو الثلوج بيضاء لأن الرقائق تنثر الضوء. في الضوء الخافت ، يظهر الثلج باللون الأزرق الباهت ، وهو لون حجم كبير من الماء.
ما هي أشكال ندفة الثلج الشائعة؟
بشكل عام ، تتشكل بلورات سداسية سداسية الأضلاع في سحب عالية. تتشكل الإبر أو البلورات المسطحة ذات الجوانب الستة في غيوم متوسطة الارتفاع ، و مجموعة متنوعة من الأشكال ذات الجوانب الستة تتشكل في السحب المنخفضة. ينتج عن درجات الحرارة الباردة رقاقات ثلجية ذات أطراف أكثر حدة على جوانب البلورات وقد تؤدي إلى التفرع من الأسلحة ندفة الثلج (التشعبات). تنمو رقائق الثلج التي تنمو في ظروف دافئة بشكل أبطأ ، مما يؤدي إلى أشكال أكثر نعومة وأقل تعقيدًا.
- 32-25 درجة فهرنهايت - صفائح سداسية رقيقة
- 25-21 درجة فهرنهايت - الإبر
- 21-14 درجة فهرنهايت - الأعمدة المجوفة
- 14-10 درجة فهرنهايت - صفائح القطاع (السداسي مع المسافات البادئة)
- 10-3 درجة فهرنهايت - التشعبات (أشكال سداسية لاسي)
لماذا تتشابه رقاقات الثلج (نفس الشيء على جميع الجوانب)؟
أولاً ، ليست كل رقائق الثلج متشابهة من جميع الجوانب. قد تتسبب درجات الحرارة غير المتساوية ، ووجود الأوساخ ، وعوامل أخرى في جعل ندفة الثلج متدلية. لكن هذا صحيح أن العديد من رقائق الثلج متناظرة ومعقدة. وذلك لأن شكل ندفة الثلج يعكس الترتيب الداخلي لجزيئات الماء. جزيئات الماء في الحالة الصلبة ، مثل الجليد والثلج ، تشكل روابط ضعيفة (تسمى روابط هيدروجينية) معا. تؤدي هذه الترتيبات المرتبة إلى شكل متساوٍ وسداسي للثلج. أثناء التبلور ، تصطف جزيئات الماء مع بعضها لتعظيم القوى الجذابة وتقليل قوى التنافر. ونتيجة لذلك ، تقوم جزيئات الماء بترتيب نفسها في أماكن محددة سلفًا وترتيبًا محددًا. تقوم جزيئات الماء ببساطة بترتيب نفسها لتناسب المساحات والحفاظ على التماثل.
هل صحيح أنه لا يوجد رقاقات ثلج متطابقة؟
نعم و لا. لا يوجد اثنان من الثلج بالضبط متطابقة ، إلى العدد الدقيق لجزيئات الماء ، تدور الإلكترونات، وفرة النظائر من الهيدروجين والأكسجين ، إلخ. من ناحية أخرى ، هو كذلك من الممكن أن تبدو رقاقات الثلج متشابهة تمامًا وأي ندفة ثلجية معينة ربما يكون لها تطابق جيد في مرحلة ما من التاريخ. نظرًا لأن العديد من العوامل تؤثر على بنية ندفة الثلج وبما أن بنية ندفة الثلج هي باستمرار تتغير استجابة للظروف البيئية ، فمن غير المحتمل أن يرى أي شخص متطابقين رقاقات الثلج.
إذا كان الماء والجليد صافين ، فلماذا تبدو الثلوج بيضاء؟
الجواب المختصر هو أن رقاقات الثلج تحتوي على العديد من الأسطح العاكسة للضوء وهي تشتت الضوء إلى كل ألوانه ، لذلك يبدو الثلج أبيض. الجواب الطويل يتعلق بالطريقة التي تدرك بها العين البشرية اللون. على الرغم من أن مصدر الضوء قد لا يكون ضوءًا "أبيض" حقًا (على سبيل المثال ، ضوء الشمس ، الفلورسنت ، والمتوهجة كلها لها لون معين) ، العقل البشري يعوض عن مصدر الضوء. وهكذا ، على الرغم من أن ضوء الشمس أصفر والضوء المتناثر من الثلج أصفر ، فإن الدماغ يرى الثلج كما أبيض لأن الصورة الكاملة التي تلقاها الدماغ لها لون أصفر يتم تلقائيًا مطروح.
المصادر
بيلي ، م. جون هاليت ، ج. (2004). "معدلات النمو وعادات بلورات الثلج بين -20 و -70 درجة مئوية". مجلة علوم الغلاف الجوي. 61 (5): 514–544. دوى:10.1175 / 1520-0469 (2004) 061 <0514: GRAHOI> 2.0.CO ؛ 2
كليسيوس ، م. (2007). "سر الثلج". ناشيونال جيوغرافيك. 211 (1): 20. ISSN 0027-9358
نايت ، سي. نايت ، ن. (1973). "بلورات الثلج". مجلة Scientific American، المجلد. 228 ، لا. 1 ، ص. 100-107.
سمالي ، آي. "تناظر بلورات الثلج". Nature 198 ، Springer Nature Publishing AG ، 15 يونيو 1963.