Лайфхакер
Лайфхакер
Лучшее
Новости
Жизнь
Рецепты
Здоровье
Кино
Технологии
Покупки
Лучшее
Новости
Жизнь
Рецепты
Здоровье
Кино
Технологии
Покупки
Куда поехать на выходные
Добрые новости
Стыдные вопросы
Есть мнение
Норм или стрём
Личный опыт
Объясняем за минуту
Сервисы
ЛикбезОбразование
29 ноября 2024

Как образуются снежинки и сколько у них лучей

Оказывается, учёных уже не одно столетие волнует этот вопрос.
Фото автора Елена Назаренко
Елена Назаренко

Автор Лайфхакера

Как образуются снежинки и сколько у них лучей
Оглавление
  1. Как образуются снежинки
  2. Сколько лучей у снежинки
Оглавление
  1. Как образуются снежинки
  2. Сколько лучей у снежинки
Статью можно послушать. Если вам так удобнее, включайте подкаст.

Как образуются снежинки

Снежинки — это кристаллы льда, которые образуются из водяного пара. На высоте они начинают формироваться из шестигранной пластины, затем прирастают лучиками в каждом из шести углов. Снежинка продолжает расти по мере того, как падает на землю, встречая по дороге облака разной температуры и влажности. Эти показатели, а также направление воздушных потоков и атмосферное давление влияют на рост ледяного кристалла. Это и объясняет разнообразие форм снежинок.

👌 В телеграм-канале «Лайфхакер» лучшие статьи о том, как сделать жизнь проще.

Сколько лучей у снежинки
Изображение: Larry-pilot / Wikimedia Commons

Сколько лучей у снежинки

Выяснить это пытались выдающиеся физики и математики. 

Гипотеза Кеплера, XVII век

Математик и астроном Иоганн Кеплер вывел, что каждый ледяной кристалл имеет шестилучевую симметрию. Современных приборов у Кеплера не было, все исследования сводились к наблюдениям и обобщениям. Он задался вопросом, почему лучей всегда именно шесть, но точного ответа не нашёл. Зато сделал предположение, которое позже назвали гипотезой Кеплера. 

Изучая симметрию снежинок, учёный обнаружил их сходство с сотами и расположением гранатовых зёрен. А затем пришёл к выводу, что такая расстановка не случайна: просто шестиугольник — наиболее плотный вариант упаковки. Свою гипотезу он проверял на математической модели с помощью шаров.

Диаграмма Кеплера, объясняющая, сколько лучей у снежинки
А — квадратная упаковка, В — кубическая упаковка. Изображение: Ensahequ / Wikimedia Commons

Если ряд шариков положить на другой ряд шариков в одной плоскости и повторить это несколько раз, получится квадратная, неплотная упаковка. А вот если второй ряд шариков сдвинуть относительно первого по диагонали, а третий и четвёртый и так же последующие ряды укладывать как первый и второй относительно друг друга, получится плотная кубическая упаковка. Так же оказалось и в снежинках: их шестилучевая симметрия напомнила Кеплеру кубическую упаковку, в которой каждый шарик соседствовал с пятью другими, и эта структура образовывала идеальный шестиугольник. 

Так, ещё в XVII веке была описана кристаллическая решётка, которую образуют молекулы льда. Столетием позже появилось объяснение, что это связано со структурой молекулы воды.

Исследования Укихиро Накая, XX век

Японский физик заметил, что правильные шестиугольные кристаллы встречаются реже, чем неправильные, и задумался, почему снежинки разные. Укихиро провёл рентгеноструктурный анализ, после чего пришёл к выводу: на структуру снежинок влияет история их возникновения. Появившись как шестиугольник, снежинка редко долетает до земли в неизменном виде. Часто потоки воздуха и молекулы воды трансформируют структуру, заставляя одни лучики в кристалле льда расти быстрее других, и мы уже можем увидеть трёхлучевые снежинки. Укихиро Накая обнаружил также, что, слипшись, две снежинки начинают расти как одна и образуют 12-лучевую структуру.

Учёный проводил исследования как на естественных снежинках, так и на выращенных в лаборатории. В результате он выяснил: каждая снежинка образуется как шестиугольная призма и под влиянием внешних условий вырастает как длинная призма или как плоская монета — в зависимости от того, растут ли снежинки вдоль своей оси или перпендикулярно ей. 

Укихиро Накая выяснил, что по форме снежинок можно определять метеорологические условия той атмосферы, где образовался ледяной кристалл. 

Крупные шестилучевые снежинки образуются при определённых условиях — в очень влажных тучах при температуре минус 15 °C. 

Гарвардский университет в 1954 году издал книгу исследователя «Снежные кристаллы». Она до сих пор служит для учёных и художников справочником по формам и видам снежинок.

Сколько лучей у снежинки может быть
Разнообразие снежинок. Кадр: Veritasium / YouTube

Теория снежинок Кеннета Либрехта, XXI век

В начале XXI века американский исследователь искал объяснение открытиям, которые сделал Укихиро Накая. В книге «Физика образования кристаллов снега» Либрехт привёл более 100 разнообразных форм снежинок и дал объяснение, как появилось большинство из них.

Основа его выводов — опыты. Американский учёный выращивал снежинки в лаборатории и систематически делал замеры. У Либрехта появился собственный сайт, полностью посвящённый снежинкам. Там можно найти информацию о морфологии снежинок, кристаллических решётках льда и много фотографий самых разных экземпляров. В результате своей работы учёный обнаружил: 

Какой бы формы снежинка ни была, она всё равно состоит из шести лучей. Просто они могут расти в разных плоскостях, отчего и форму приобретают разную.

В видео ниже учёный объясняет, как ему удаётся создавать дизайнерские снежинки. 

Очевидное и невероятное
💅🪰🌧️
Знаете ли вы, зачем нам ногти?
Знаете ли вы, почему мы делаем всё плохо, когда кто-то смотрит?
Знаете ли вы, куда пропадают на зиму мухи и комары?
Знаете ли вы, почему копилки делают в форме свиней?
Знаете ли вы, что такое кислотный дождь?
Обложка: Каролина Вилья / Лайфхакер
Если нашли ошибку, выделите текст и нажмите Ctrl + Enter
Это интересно
Путешествие начинается до взлёта! Как провести время до посадки с комфортом

Путешествие начинается до взлёта! Как провести время до посадки с комфортом

Как начать заниматься спортом, если вы живёте в небольшом городе: 5 простых и доступных способов

Как начать заниматься спортом, если вы живёте в небольшом городе: 5 простых и доступных способов

Гид по здоровому весу. Что нужно знать об ожирении

Гид по здоровому весу. Что нужно знать об ожирении

Путешествие в Карелию на выходные: 2 захватывающих маршрута 

Путешествие в Карелию на выходные: 2 захватывающих маршрута 

Комментарии

Станьте первым, кто оставит комментарий

Что вы могли пропустить
Почему вам не нужен уровень С2 ни в одном языке, который вы учите
Почему вам не нужен уровень С2 ни в одном языке, который вы учите
0
Вчера
Образование
Образование
5 фактов об агрессии, которые помогут вам понять её природу
5 фактов об агрессии, которые помогут вам понять её природу
0
11 августа
Образование
Образование
15 английских фраз, которые помогут сэкономить
15 английских фраз, которые помогут сэкономить
0
11 августа
Колонка
Образование
Знаете ли вы, чем кабачок отличается от цукини?
Знаете ли вы, чем кабачок отличается от цукини?
0
6 августа
Образование
Образование
Знаете ли вы, когда и почему девочек стали одевать в розовое, а мальчиков — в голубое?
Знаете ли вы, когда и почему девочек стали одевать в розовое, а мальчиков — в голубое?
0
5 августа
Образование
Образование
5 фактов о стыде, которые многих удивят
5 фактов о стыде, которые многих удивят
0
31 июля
Образование
Образование
Астрофизик Борис Штерн: 3 самых удивительных знания о Вселенной, которые мы получили в XXI веке
Астрофизик Борис Штерн: 3 самых удивительных знания о Вселенной, которые мы получили в XXI веке
0
30 июля
Колонка
Образование
Почему нам иногда кажется, будто мы видим знакомые вещи впервые
Почему нам иногда кажется, будто мы видим знакомые вещи впервые
0
28 июля
Образование
Образование
5 фактов о левшах, которые могут стать сюрпризом даже для них самих
5 фактов о левшах, которые могут стать сюрпризом даже для них самих
0
24 июля
Образование
Образование
Английский для интернета: 20 аббревиатур, без которых не обойтись в соцсетях
Английский для интернета: 20 аббревиатур, без которых не обойтись в соцсетях
0
23 июля
Образование
Образование
Знаете ли вы, кто придумал кока-колу?
Знаете ли вы, кто придумал кока-колу?
0
22 июля
Образование
Образование
Почему массовая истерия легко распространяется и как ей противостоять
Почему массовая истерия легко распространяется и как ей противостоять
0
16 июля
Образование
Образование
Знаете ли вы, почему миссионерская позиция так называется?
Знаете ли вы, почему миссионерская позиция так называется?
0
15 июля
Образование
Образование
5 фактов о свиньях, которые заставят вас иначе посмотреть на этих животных
5 фактов о свиньях, которые заставят вас иначе посмотреть на этих животных
0
10 июля
Образование
Образование
Знаете ли вы, почему мы иногда забываем, зачем зашли в комнату?
Знаете ли вы, почему мы иногда забываем, зачем зашли в комнату?
0
8 июля
Образование
Образование
Оглавление
  1. Как образуются снежинки
  2. Сколько лучей у снежинки
Оглавление
  1. Как образуются снежинки
  2. Сколько лучей у снежинки
Лайфхакер
Информация
О проектеРубрикиРекламаРедакцияВакансииО компании
Подписка
TelegramВКонтактеTwitter (X)PinterestYouTubeИнициалRSS
Правила
Пользовательское соглашениеПолитика обработки персональных данныхПравила применения рекомендательных технологийПравила сообществаСогласие на обработку персональных данныхСогласие для рекламных рассылокСогласие для информационной программы
18+Копирование материалов запрещено.
Издание может получать комиссию от покупки товаров, представленных в публикациях