スノーフレーク化学 - よくある質問への回答

複雑な雪片の形は、低温下で形成されます。エドワード・キンズマン、ゲッティイメージズ

スノーフレークを見て、それがどのように形成されたのか、または他の雪とはなぜ違うのか疑問に思ったことはありませんか?雪片は水の氷の特定の形です。雪片は雲の中で形成されます。 水蒸気からなる .温度が 32° F (0° C) 以下になると、水は液体から氷に変わります。いくつかの要因が雪片の形成に影響を与えます。温度、気流、湿度はすべて形状とサイズに影響します。汚れやほこりの粒子が水中で混ざり、クリスタルの重量と耐久性に影響を与える可能性があります。汚れの粒子は雪片を重くし、結晶にひび割れや破損を引き起こし、溶けやすくします。スノーフレークの形成は動的なプロセスです。スノーフレークはさまざまな環境条件に遭遇する可能性があり、時にはそれを溶かし、時には成長を引き起こし、常にその構造を変化させます.

重要ポイント: スノーフレークの質問

• 雪片は、外が寒いときに降水として降る水の結晶です。ただし、水の氷点よりわずかに高い温度で雪が降ることもあれば、氷点下の温度で凍るような雨が降ることもあります。
• 雪の結晶にはさまざまな形があります。形状は温度によって異なります。
• 2 つの雪片は、肉眼では同じように見えますが、分子レベルでは異なります。
• 雪が白く見えるのは、フレークが光を散乱させるからです。薄明かりの下では、雪は大量の水の色である薄い青色に見えます。

一般的な雪の結晶の形は何ですか?

雪の結晶を描くと、おそらくおなじみの六面体を描くでしょう。しかし、雪の結晶は、温度や形成される場所によって、さまざまな形をとります。一般に、六面六角形の結晶は高い雲の形をしています。針または平らな六角形の結晶は、中程度の高さの雲の形をしており、 多種多様な六面体形状 低い雲で形成されます。気温が低いと、結晶の側面の先端がより鋭い雪片が生成され、枝分かれする可能性があります スノーフレークアームズ (樹状突起)。より暖かい条件下で成長する雪片は、よりゆっくりと成長するため、より滑らかで複雑でない形状になります。

• 32-25° F - 薄い六角形のプレート
• 25-21° F - 針
• 21-14° F - 中空の柱
• 14-10° F - セクター プレート (くぼみのある六角形)
• 10-3° F - デンドライト (レースのような六角形)

雪片の形は、それが形成された温度によって異なります。 221A /ゲッティイメージズ

雪の結晶はなぜ対称なのですか (すべての面が同じ)?

まず、すべての雪片がすべての面で同じというわけではありません。不均一な温度、汚れの存在、およびその他の要因により、雪片が偏ってしまうことがあります。しかし、それは本当です その多くの雪片 対称的で複雑です。これは、雪の結晶の形が水分子の内部秩序を反映しているためです。 水分子 氷や雪などの固体状態では、弱い結合 (と呼ばれる) を形成します。 水素結合 ) 互いに。これらの順序付けられた配置により、スノーフレークの対称的な六角形の形状が得られます。結晶化中、水分子は自己整列して引力を最大化し、反発力を最小化します。その結果、水分子は所定の空間に特定の配列で配置されます。水分子は、空間に合わせて配置され、対称性を維持するだけです。

同じ雪の結晶は 2 つとないというのは本当ですか?

はいといいえ。 2つの雪片はありません まさに 水分子の正確な数まで同一で、 電子のスピン 、水素と酸素の同位体存在量など。 2 つの雪片がまったく同じに見える可能性がある そして、特定のスノーフレークは、おそらく歴史のある時点で良い一致を示しました.非常に多くの要因が雪片の構造に影響を与え、雪片の構造は環境条件に応じて絶えず変化しているため、同じ雪片が 2 つ見えることはほとんどありません。

水と氷が透明なら、なぜ雪は白く見えるのですか?

簡単に言えば、雪片には非常に多くの光反射面があり、光をすべての色に散乱させるということです。 雪が白く見える .より長い答えは、人間の目が色を認識する方法に関係しています。光源が真の「白色」光ではない場合でも (たとえば、太陽光、蛍光灯、白熱灯にはすべて特定の色があります)、人間の脳光源を補正します。したがって、太陽光が黄色で、雪からの散乱光が黄色であっても、脳は雪を白く認識します。これは、脳が受け取る画像全体に自動的に差し引かれる黄色の色合いがあるためです。

ソース

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