相信许多盆友都见到过下雪的景象,可你知道雪花的真正形状吗?Kenneth Libbrecht用特制的雪花显微照相机拍出的照片向我们展示了雪花千姿百态雪花形状,一起来看看吧!
六棱柱形:这是雪花晶体最基本的形状,下述的雪花晶体几乎都是由该形状开始的。由于雪花晶体体积比较少,通常用肉眼观察不到。
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普通棱柱形雪花:与前面的形状相似,只是平面上增加了一些缩进和突起。
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星盘状雪花:这个似星盘状的雪花晶体具有六个宽臂,它具有令人惊讶的高度对称。 这种平板形的雪花比较常见,它的形成温度-2°C或-15°C左右。
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扇盘状雪花:上上一个相似,但棱镜平面具有奇特的指向角落的突起。
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树枝星状雪花晶体:这些晶体体积较大,直径通常是2 – 4毫米之间,用肉眼可以观察得到。该类晶体是最流行的雪花晶体形态,能在节日装饰的地方可以看到。
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蕨状树枝形雪花晶体:这种雪花晶体具有许多侧枝,看起来有点像蕨类植物。这是目前观察到最大的雪花晶体,落到地上的直径通常在5mm以上,尽管体积较大,但它仍为单冰晶-由水分子逐个排列而成。由于这些雪晶薄而轻,所以该类积雪通常具有较低的密度。
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中空柱状雪花:该类六角圆柱雪花晶体具有锥形空心区域,由于此类晶体体积非常小,所以你需要一个良好的放大镜才能看到其空心区。
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针状雪花:该类雪花在-5 °C左右形成。落在您的袖子上,看起来像细白发。 令人惊奇的是,温度只变化区区几度,它就从薄平板形长成细长针形。迄今为止,仍是一个未解的科学之谜。
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冠柱状雪花:这些晶体首先长成短柱形。当它们落到云端时,位于冰柱的两端继续生长变成盘状,最后形成图片所示的冠柱状。
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十二臂形雪花:这种雪花是十分罕见,它实际上是由两个雪花结合在一起在一个旋转30度而形成的。
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三角菱形雪花:这种雪花是在平板形雪花成长时被切去了三角形成的,它的形成温度-2°C左右,该类雪花也比较少见。
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白霜晶状雪花:云由无数的水滴形成,在云端时,有时这些水滴会与形成雪晶产生碰撞,从而被凝结在雪晶上形成白霜。
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雪花形状与温度、湿度的关系:越来越多的雪花晶体在实验室条件下产生,科学家们发现,它们的形状是主要取决于温度和湿度,下面这张图片描述了在不同条件下所形成的雪花晶体形状。
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科学扫盲:雪花的形状
雪花的形状极多,而且十分美丽.如果把雪花放在放大镜下,可以发现每片雪花都是一幅极其精美的图案,连许多艺术家都赞叹不止。但是,各种各样的雪花形状是怎样形成的呢?雪花大都是六角形的,这是因为雪花属于六方晶系。云中雪花”胚胎”的小冰晶,主要有两种形状。一种呈六棱体状,长而细,叫柱晶,但有时它的两端是尖的,样子象一根针,叫针晶。别一种则呈六角形的薄片状,就象从六棱铅笔上切下来的薄片那样,叫片晶。
如果周围的空气过饱和的程度比较低,冰晶便增长得很慢,并且各边都在均匀地增长。它增大下降时,仍然保持着原来的样子,分别被叫做柱状、针状和片状的雪晶。
如果周围的空气呈高度过饱和状态,那么冰晶在增长过程中不仅体积会增大,而且形状也会变化。最常见的是由片状变为星状。
原来,在冰晶增长的同时,冰晶附近的水汽会被消耗。所以,越靠近冰晶的地方,水汽越稀薄,过饱和程度越低。在紧靠冰晶表面的地方,因为多余的水汽都已凝华在冰晶上了,所以刚刚达到饱和。这样,靠近冰晶处的水汽密度就要比离它远的地方小。水汽就从冰晶周围向冰晶所在处移动。水汽分子首先遇到冰晶的各个角棱和凸出部分,并在这里凝华而使冰晶增长。于是冰晶的各个角棱和凸出部分将首先迅速地增长,而逐渐成为枝叉状。以后,又因为同样的原因在各个枝叉和角棱处长出新的小枝叉来。与此同时,在各个角棱和枝叉之间的凹陷处。空气已经不再是饱和的了。有时,在这里甚至有升华过程,以致水汽被输送到其他地方去。这样就使得角棱和枝叉更为突出,而慢慢地形成了我们熟悉的星状雪花。
上面说的实际上是一个典型的星状雪花的形成过程。它的相当部位,不论形状或大小,都应当是相同的。这种典型的星状雪花只有在一个理想的、平静的环境中(譬如在实验室内)才能形成。在大气中,它不能象上面说的那样有步骤地增大,所形成的形状也就不能那样典型。这是因为冰晶逐渐在下降着,而且有时在旋转着,各个枝叉接触水汽的多少有所不同,而那些接触水汽较多的枝又便增长得较多。因此,我们平常所看到的雪花虽大体上一样但又互不相同。
另外,雪花在云内下降的过程中,也会从适宜于形成这种形状的环境降到适宜于形成另一种形状的环境,于是便出观了各种复杂的雪花形状。有的象袖扣,有的象刺猾。即使都是星状雪花,也有三个枝叉的、六个枝叉的,甚至有十二个枝叉、十八个枝又的。
以上所述都是单个雪花的情况。在雪花下降时,各个雪花也很容易互相攀附并合在一起,成为更大的雪片。雪花的并合大多在以下三种情况下出观。(1)当温度低于0℃的时候,雪花在缓慢下降的途中相撞。碰撞产生了压力和热,使相撞部分有些融化而彼此沾附在一起,随后这些融化的水又立即冻结起来。这样,两个雪花就并合到一起了。(2)在温度略高于0℃的时候,雪花上本来已覆有一层水膜,这时如果两个雪花相碰,便借着水的表面张力而沾合在一起。(3)如果雪花的枝叉很复杂,则两个雪花也可以只因简单的攀连而相挂在一起。
雪花从云中下降到地面,路途很长,在条件适合时,可以经多次攀连并合而变得很大。在降大雪的时候,有时有一些鹅毛般的大雪片,就是经过多次并合而成的。
但是,有时雪花互碰时不是互相并合在一起,而是给碰破了,这时便产生一些畸形的雪花。例如,在降雪的时候,有时会见到一些单个的”星枝”,就属于这种情况。











2008-12-11 Read...
呵呵,加上文字翻译详细多了
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2011-01-22 Read...
我用肉眼观察到第6张图片的雪花,不知道叫什么,很清晰的观察到了,是前2天早晨等车的时候,同事都不相信。。。。 太惊奇了,我以为只有在显微镜下才会看到的!而且观察到的雪花不小,估计有3×3mm左右。可惜没相机阿,不然拍下来了!!
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2011-02-15 Read...
呵呵,用肉眼观察得到,上述照片可是用显微照相机拍摄出来的。
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