Snowflakes are not as unique as you think
by Younghee Jang And Sophia Fox-Sowell , Northeastern University
A finom hópelyheknek, amelyeket az ablakodból nézel, a járdáról lapátolsz le, és átkozódsz, amikor latyakos tócsákká válnak, elég hosszú kalandjuk van, mielőtt leérnek a földre. Egy hópehely több ezer méter magasan a Föld fölött kezdi meg ereszkedését az orrod hegyéig vagy az autód tetejéig. Útja akkor kezdődik, amikor egy porszem körül jég képződik, és a szél átfújja a felhőkön, ahol kristályai aztán apró jégcsillagokká virágoznak.
És mivel szinte semmit sem nyom, egy hókristály akár órákig is eltarthat, amíg lesodródik.
Hallhattuk már, hogy nincs két egyforma hópehely, és ez igaz is, de molekuláris szinten nem különösebben különböznek egymástól, mondta Moneesh Upmanyu, a Northeastern gépészeti és ipari mérnöki karának professzora.
A hópehely alakját a hőmérséklet és a levegő páratartalma határozza meg, ahol kialakul.
“A hőmérséklet szabályozza, milyen gyorsan kapcsolódnak a vízmolekulák a hópehelyhez” – mondta. “A páratartalom szabályozza, hogy a levegővel telített vízmolekulákból mennyi áll rendelkezésre a növekedés során.”
A tudósok nyolc általános kategóriába sorolták a hópelyhek kristályszerkezetét, beleértve az oszlopokat, síkokat és szabálytalan részecskéket.
Azzal ellentétben, ahogyan kézzel készítünk hópelyheket, egy darab papír összehajtogatásával és véletlenszerű formák vad vágásával, abban reménykedve, hogy a kibontás után díszes díszítés lesz belőle, a valódi hópelyhek hő felszabadításával alakítják ki bonyolult mintáikat.
Amint leesnek az égből és felhalmozzák a vízmolekulákat, a gömb alakú jégkristályok dendriteket növesztenek, amelyek úgy néznek ki, mint a fa ágai. A jégkristályok természetes módon gömb alakúak, de apró tűket hajtanak ki kifelé, mert ez a leghatékonyabb módja a hőszórásnak.
“Ha alacsony a páratartalom, akkor többnyire mintha láb alakúakat látnánk” – mondta Upmanyu. “De ha alacsony a hőmérséklet, akkor valami hatszögletű prizmához hasonlót fogsz látni.”
Elmondta, hogy hóvihar idején nagyon nehéz lenne látni a hópelyhek határozott alakját mikroszkóp vagy számítógépes képalkotó szoftver segítsége nélkül, amely a hópehely háromdimenziós képét felhasználva képes követni a jégkristályok kontúrjait.
“Még ellenőrzött környezetben is csak két különböző formát láthatsz” – mondta Upmanyu. “De egy hóviharban, ahol annyi minden történik, csak a hópelyhek összecsomósodott csoportjait láthatod.”
Szóval, bár valószínűleg szabad szemmel nem tudsz majd megkülönböztetni egy oszlopkristályt egy síkkristálytól, mégis hópelyheket formálhatsz hógolyókká, hogy a hóesésben a barátaid felé dobáld őket.
Provided by Northeastern University