Лайфхакер
Лайфхакер
Лучшее
Новости
Жизнь
Рецепты
Здоровье
Кино
Технологии
Покупки
Лучшее
Новости
Жизнь
Рецепты
Здоровье
Кино
Технологии
Покупки
Бежим с Лайфхакером
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.

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
7 мифов об уколах для похудения

7 мифов об уколах для похудения

Мас-рестлинг, хуреш и ещё 5 необычных национальных видов спорта России

Мас-рестлинг, хуреш и ещё 5 необычных национальных видов спорта России

От доставки продуктов до тушения пожаров: как дроны помогают решать повседневные задачи

От доставки продуктов до тушения пожаров: как дроны помогают решать повседневные задачи

Семейный туризм без перегруза: как организовать отдых и куда поехать с детьми в России

Семейный туризм без перегруза: как организовать отдых и куда поехать с детьми в России

Комментарии

Станьте первым, кто оставит комментарий

Что вы могли пропустить
Что было бы, если бы Земля действительно была плоской
Что было бы, если бы Земля действительно была плоской
0
13 июня
Образование
Образование
Знаете ли вы, почему некоторые люди похожи на своих собак?
Знаете ли вы, почему некоторые люди похожи на своих собак?
0
10 июня
Образование
Образование
Почему люди плачут от счастья
Почему люди плачут от счастья
0
8 июня
Образование
Образование
Знаете ли вы, что такое «цу-е-фа» в игре «Камень, ножницы, бумага»?
Знаете ли вы, что такое «цу-е-фа» в игре «Камень, ножницы, бумага»?
0
4 июня
Образование
Образование
Знаете ли вы, почему нельзя жениться в мае
Знаете ли вы, почему нельзя жениться в мае
0
27 мая
Образование
Образование
5 способов успокоиться, если вы переживаете за экзамены ребёнка сильнее, чем он сам
5 способов успокоиться, если вы переживаете за экзамены ребёнка сильнее, чем он сам
26 мая
«Горящая изба»
Образование
15 русских слов, которые странно или неприлично звучат в английском
15 русских слов, которые странно или неприлично звучат в английском
0
25 мая
Образование
Образование
Как природа запрограммировала нас на плохое психологическое самочувствие
Как природа запрограммировала нас на плохое психологическое самочувствие
24 мая
Книги
Образование
5 изобретений Средневековья, которые изменили мир
5 изобретений Средневековья, которые изменили мир
0
22 мая
Образование
Образование
Что будет, если взорвать Луну
Что будет, если взорвать Луну
0
21 мая
Образование
Образование
Что за узоры мы видим, когда закрываем глаза 
Что за узоры мы видим, когда закрываем глаза 
0
19 мая
Образование
Образование
Можно ли вырастить вундеркинда
Можно ли вырастить вундеркинда
0
18 мая
Ликбез
Образование
5 животных, которые занимаются сексом не только для размножения
5 животных, которые занимаются сексом не только для размножения
0
16 мая
Образование
Образование
Личный опыт: я не пошёл в университет, и в моей жизни не произошло ничего ужасного
Личный опыт: я не пошёл в университет, и в моей жизни не произошло ничего ужасного
13 мая
«Горящая изба»
Жизнь
Можно ли на самом деле стирать память, как в фильме «Люди в чёрном»
Можно ли на самом деле стирать память, как в фильме «Люди в чёрном»
0
12 мая
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
TelegramВКонтактеTwitterViberYouTubeИнициалRSS
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