2 eyni qar dənəciyi varmı? Qar nəzəriyyəsi: İki qar dənəciyi eyni deyil. "Aleksandr Nevski" filmini çəkərkən qar qarışığı şəkər və duz qarışığını sıxmaqla əldə edilirdi.

Alimlər qar kristallarının əmələ gəlməsinin iki variantını müəyyənləşdirirlər. Birinci halda, külək tərəfindən temperaturun təxminən 40 ° C olduğu çox yüksək hündürlüyə daşınan su buxarı birdən donaraq buz kristallarını əmələ gətirə bilər. Suyun daha yavaş donduğu buludların alt qatında kiçik bir toz və ya torpaq zərrəsi ətrafında bir kristal yaranır. Bir qar dənəciyində 2-dən 200-ə qədər olan bu kristal altıbucaqlı formaya malikdir, ona görə də əksər qar dənəcikləri altıbucaqlı ulduzdur.

"Qar ölkəsi" - belə bir poetik ad Tibet üçün onun sakinləri tərəfindən icad edilmişdir.

Qar dənəciyinin forması bir çox amillərdən asılıdır: ətrafdakı temperatur, rütubət, təzyiq. Buna baxmayaraq, kristalların 7 əsas növü fərqlənir: plitələr (əgər buluddakı temperatur -3 ilə 0 ° C arasındadırsa), ulduz kristalları, sütunlar (-8 ilə -5 ° C arasında), iynələr, məkan dendritləri, sütunlar bir ipucu və səhv formalar. Maraqlıdır ki, əgər qar dənəciyi düşən zaman fırlanırsa, o zaman onun forması mükəmməl simmetrik olacaq, yan tərəfə və ya başqa bir şəkildə düşərsə, o zaman olmayacaq.

Buz kristalları altıbucaqlıdır: bucaq altında birləşdirilə bilməz - yalnız kənarda. Buna görə də, bir qar dənəciyindən gələn şüalar həmişə altı istiqamətdə böyüyür və şüadan budaqlar yalnız 60 və ya 120 ° bir açı ilə ayrıla bilər.

2012-ci ildən etibarən Ümumdünya Qar Günü yanvarın son bazar günü qeyd edilir. Bunun təşəbbüskarı Beynəlxalq Xizək Federasiyasıdır.

Qar dənələri tərkibindəki havaya görə ağ görünür: müxtəlif tezliklərdəki işıq kristallar arasındakı kənarlarda əks olunur və səpələnir. Adi qar dənəciyinin ölçüsü təqribən 5 mm diametr, kütləsi isə 0,004 qr.

"Aleksandr Nevski" filminə qol vurarkən qarın cırıltısı şəkər və duz qarışığını sıxmaqla əldə edilirdi.

İki qar dənəsinin eyni olmadığına inanılır. Bu, ilk dəfə 1885-ci ildə amerikalı fermer Wilson Bentley qar dənəciyinin ilk uğurlu mikroskopik şəklini çəkəndə sübuta yetirildi. O, 46 ilini buna həsr edib və 5000-dən çox fotoşəkil çəkib və bunun əsasında nəzəriyyə təsdiqlənib.

Təbiətdə eyni qar dənəciklərinə rast gəlinir. İstisna hallarda. Bu, ilk dəfə 1988-ci ildə ABŞ Milli Atmosfer Tədqiqatları Mərkəzi tərəfindən qeydə alınıb.

Foto: pixabay.com

Tədqiqatçı Nensi Naytəsərində "İkisi eyni deyil?" Təbiətdə eyni qar dənəciklərinin ola biləcəyini sübut etdi.

Nayt bu nəticəyə laboratoriyada eyni qar dənələrini eksperimental olaraq əldə etdikdən sonra gəlib. O, ehtimal nəzəriyyəsi vasitəsilə öz nəzəriyyəsini riyazi olaraq sübut etdi. O, qar dənəciklərinin 100 fərqləndirici xüsusiyyətini çıxardı ki, bunlara əsasən qar dənələrinin müxtəlif variantlarının 10 ilə 158 dərəcə arasında olduğunu mühakimə etmək olar. Və nəticədə çıxan rəqəm sonsuz böyük olsa da, bu, qar dənəciklərinin uyğunlaşma ehtimalını istisna etmir, Knight iddia edir.

Eyni zamanda, uyğun olaraq Kaliforniya Universitetinin fizika professoru Kennet Libbrecht, zahirən eyni qar dənəcikləri daxili quruluşda, yəni kristal qəfəsdə fərqliliklərə malikdir. Buna görə də demək olmaz ki, prinsipcə forma və atom quruluşuna görə tamamilə eyni qar dənəciklərini tapmaq mümkündür.

Qar dənəcikləri necə əmələ gəlir və niyə onların formaları fərqlidir?

Qar dənəciyi əmələ gəlməsi prosesi maye vəziyyətini keçərək qaz fazasından kristalların sublimasiyasını əhatə edir. Qar dənəciyinin əmələ gəlməsi zamanı su molekulları ilkin kristalın əmələ gəldiyi andan təsadüfi olaraq böyüyür. Beləliklə, qar dənəciyinin böyüməsi nizamsız bir şəkildə davam edir.

Qar dənələrinin böyüməsi temperatur və rütubət kimi xarici şərtlərdən asılıdır. Bu və digər şərtlərdən asılı olaraq, molekulların yeni təbəqələri bir-birinin üstünə qoyulur və hər dəfə qar dənəciyinin yeni formasını əmələ gətirir.

Bütün qar dənəciklərinin altı tərəfi var, çünki su molekulları donduqda onlar xüsusi ardıcıllıqla düzülür və nəticədə altıbucaqlı həndəsi forma yaranır.

Qar dənəciyinin böyüməsi onun əmələ gəldiyi havanın temperaturu ilə müəyyən edilir. Temperatur nə qədər aşağı olarsa, qar dənəciyinin ölçüsü bir o qədər kiçik olar.

Qar dənəciyinin böyümə istiqamətləri buz kristallarının altıbucaqlı olması ilə əlaqədardır. İki kristal bucaq altında birləşdirilə bilməz, onlar həmişə bir-birinə bir üzlə bağlanır. Buna görə də, şüalar həmişə altı istiqamətdə böyüyür və bir "budaq" şüadan yalnız 60 və ya 120 dərəcə bir açı ilə ayrıla bilər.

“Qar nəzəriyyəsi”nin tədqiqinin pioneri “Qar dənəciyi” ləqəbli gənc fermer Wilson Alison Bentley olmuşdur. Uşaqlıqdan onu göydən düşən kristalların qeyri-adi forması cəlb edirdi. ABŞ-ın şimalındakı məmləkəti Yerixoda qar yağması mütəmadi olaraq baş verirdi və gənc Wilson qar dənələrini öyrənmək üçün çox vaxt çöldə keçirdi.

Wislon "Qar dənəcikləri" Bentley

Bentley anasının 15 illik yubileyində verdiyi mikroskop üçün kameranı uyğunlaşdırıb və qar dənələrini çəkməyə çalışıb. Lakin texnologiyanı təkmilləşdirmək üçün təxminən beş il çəkdi - yalnız 15 yanvar 1885-ci ildə ilk aydın şəkil çəkildi.

Wilson həyatı boyu 5000 müxtəlif qar dənəciyinin şəklini çəkib. O, təbiətin bu miniatür əsərlərinin gözəlliyinə heyran olmaqdan heç vaxt vaz keçməyib. Öz şah əsərlərini əldə etmək üçün Bentley tapdığı qar dənələrinin hər birini qara fonda yerləşdirərək sıfırdan aşağı temperaturda işləyirdi.

Vilsonun yaradıcılığı həm elm adamları, həm də sənət adamları tərəfindən yüksək qiymətləndirilib. O, tez-tez elmi konfranslarda çıxış etmək və ya rəsm qalereyalarında fotoşəkillər sərgiləmək üçün dəvət olunurdu. Təəssüf ki, Bentley 65 yaşında eyni qar dənələrinin olmadığını sübut etmədən pnevmoniyadan öldü.

“Qar nəzəriyyəsi”nin dəyənəyi yüz il sonra Milli Atmosfer Tədqiqatları Mərkəzinin tədqiqatçısı Nensi Nayt tərəfindən götürülüb. 1988-ci ildə nəşr olunan bir məqalədə o, bunun əksini sübut etdi - eyni qar dənəcikləri ola bilər və mövcud olmalıdır!

Doktor Knight laboratoriyada qar dənəciklərinin qurulması prosesini təkrarlamağa çalışdı. Bunu etmək üçün o, bir neçə su kristalını yetişdirdi, onları eyni supersoyutma və həddindən artıq doyma proseslərinə məruz qoydu. Təcrübələr nəticəsində o, bir-birinə tamamilə bənzəyən qar dənələrini əldə edə bildi.

Sonrakı sahə müşahidələri və eksperimental səhvlərin işlənməsi Nensi Natata imkan verdi ki, eyni qar dənələrinin meydana gəlməsi mümkündür və yalnız ehtimal nəzəriyyəsi ilə müəyyən edilir. Göy kristallarının müqayisəli kataloqunu tərtib etdikdən sonra Nayt belə nəticəyə gəldi ki, qar dənələrində 100 fərq əlaməti var. Beləliklə, görünüş variantlarının ümumi sayı 100-dür! olanlar. demək olar ki, 10-dan 158-ci gücə qədər.

Nəticədə çıxan ədəd kainatdakı atomların sayından iki dəfə çoxdur! Amma bu o demək deyil ki, təsadüflər tamamilə qeyri-mümkündür - Doktor Nayt öz əsərində belə qənaətə gəlir.

İndi isə - "qar nəzəriyyəsi" ilə bağlı yeni araşdırma. Ötən gün Kaliforniya Universitetinin fizika professoru Kennet Libbrecht öz elmi qrupunun uzun illər apardığı araşdırmaların nəticələrini dərc etdi. "İki eyni qar dənəciyi görürsənsə, onlar hələ də fərqlidirlər!" – professor deyir.

Libbrecht sübut etdi ki, kütləsi 16 q/mol olan hər beş yüz oksigen atomuna qar molekullarının tərkibində 18 q/mol kütləsi olan bir atom düşür. Molekulun belə bir atomla bağlarının quruluşu elədir ki, o, kristal qəfəs daxilində birləşmələr üçün saysız-hesabsız variantları nəzərdə tutur. Başqa sözlə, əgər iki qar dənəciyi həqiqətən eyni görünürsə, deməli onların şəxsiyyəti hələ də mikroskopik səviyyədə yoxlanılmalıdır.

Qarın (xüsusilə də qar dənələrinin) xüsusiyyətlərini öyrənmək uşaq oyunu deyil. İqlim dəyişikliyinin öyrənilməsində qar və qar buludlarının təbiəti haqqında biliklər çox vacibdir. Buzun bəzi qeyri-adi və öyrənilməmiş xüsusiyyətləri də praktik tətbiqlər tapa bilər.

Hər bir məktəbliyə tanış olan iki eyni qar dənəciyinin olmaması barədə bəyanat dəfələrlə şübhə altına alınıb. Lakin Kaliforniya Texnologiya İnstitutunun unikal tədqiqatları bu həqiqətən də Yeni il məsələsinə son qoya bildi.

Qar buludlardakı mikroskopik su damcıları toz hissəciklərinə çəkilib donduqda əmələ gəlir.

Bu zaman meydana çıxan və ilkin olaraq diametri 0,1 mm-dən çox olmayan buz kristalları havadan nəmin onların üzərində kondensasiyası nəticəsində aşağı düşür və böyüyür. Bu zaman altıbucaqlı kristal formalar əmələ gəlir.

Su molekullarının quruluşuna görə kristalın şüaları arasında yalnız 60° və 120° bucaqlar mümkündür. Əsas su kristalı müstəvidə müntəzəm altıbucaqlı formasına malikdir. Sonra belə altıbucaqlının zirvələrinə yeni kristallar çökdürülür, onların üzərinə yeniləri çökdürülür və beləliklə, qar dənəciyi ulduzlarının müxtəlif formaları əldə edilir.

Kaliforniya Universitetinin fizika professoru Kennet Libbrecht öz elmi qrupunun uzun illər apardığı tədqiqatların nəticələrini dərc edib. "İki eyni qar dənəciyi görürsənsə, onlar hələ də fərqlidirlər!" professor deyir.

Libbrecht sübut etdi ki, kütləsi 16 q/mol olan hər beş yüz oksigen atomuna qar molekullarının tərkibində 18 q/mol kütləsi olan bir atom düşür.

Molekulun belə bir atomla bağlarının quruluşu elədir ki, o, kristal qəfəs daxilində birləşmələr üçün saysız-hesabsız variantları nəzərdə tutur.

Başqa sözlə, əgər iki qar dənəciyi həqiqətən eyni görünürsə, deməli onların şəxsiyyəti hələ də mikroskopik səviyyədə yoxlanılmalıdır.

Qarın (xüsusilə də qar dənələrinin) xüsusiyyətlərini öyrənmək uşaq oyunu deyil. İqlim dəyişikliyinin öyrənilməsində qar və qar buludlarının təbiəti haqqında biliklər çox vacibdir.

Qışda təbiət gözəldir: sadəcə bir dəqiqəlik sürəti azaltmaq, qarla örtülmüş ağaclara, tüklü qar yığınlarına baxmaq və əlini uzatmaq lazımdır - ona bir neçə qar dənəciyi düşür. Təbiətin bu miniatür əsərlərindən gözəl və çəkisiz heç nə yoxdur.

Təəssüf ki, onların gözəl naxışı yalnız qısa müddətə heyran ola bilər.

Ola bilsin ki, bu ifadəni eşitmisiniz: eyni iki qar dənəciyi yoxdur. Gəlin bu “qış məsələsinə” nəzər salaq.

İlk baxışdan qar dənələrinin əmələ gəlməsi prosesi çox mürəkkəbdir. Burada elementar hissəciklərin qarşılıqlı təsirinin fiziki qanunları iştirak edir. Atmosferdə, sıfırdan aşağı temperaturda su molekulları toz molekullarına cəlb olunur və bərkiyir və altıbucaqlı kristallar əmələ gətirir. Kristalın ayrı-ayrı şüaları arasında, su molekulunun quruluşunun xüsusiyyətlərinə görə, yalnız 60 və ya 120 dərəcə bucaqlar mümkündür və altıbucaqlının təpələrinə birləşən yeni kristallar hesabına qar dənələrinin müxtəlif formaları və nümunələri əmələ gəlir.

Beləliklə, bildik ki:

• Qar dənəcikləri maye fazadan yan keçərək, buxardan bir buz buludunun içərisində əmələ gəlir.
• Qar dənələrinin böyüməsi xarici şəraitdən asılıdır: rütubət və hava istiliyi.
• Qar dənəciklərinin "rüşeymləri" altıbucaqlı formadadır.
• Qar dənəciyinin forması atmosferdən keçərkən dəyişə bilər.
• Qar dənəciyinin düşmə sürəti 15 m/dəq.
• Qar dənəciyini əmələ gətirən buz şəffafdır.

Sonuncu fakta daha yaxından nəzər salaq. Bir qar dənəciyi şəffafdırsa, niyə qar ağdır? Fizika qanunları bu suala cavab verir: qar dənəciklərinin kənarlarından əks olunan işıq, qar dediyimiz ağ kütlə təəssüratı yaradır.

Beləliklə, qar dənəciklərinin əmələ gəlməsi prosesi bir çox insanı həyəcanlandırdı.

“Qar” nəzəriyyəsinin qabaqcılları fermer W.E. Bentley və Dr. N. Knight.

Bentley həyatı boyu qar dənəciklərinin böyük fotoşəkilləri kolleksiyası yaratdı və bu, həm alimləri, həm də fotoqrafları maraqlandırdı. Dr.Nayt qar dənəciklərinin əmələ gəlməsini laboratoriyada təkrar edə bildi.

Onların bilikləri və elmi işləri Kaliforniya Universitetinin professoru K. Libbrecht tərəfindən sistemləşdirilib və o, bu məsələnin araşdırılması prosesində belə bir müddəa irəli sürüb: “Əgər siz iki eyni qar dənəciyi görsəniz, onlar hələ də fərqlidirlər!”.

Kristal qəfəsləri meydana gətirən molekulların və atomların çox müxtəlif birləşmə yollarına malik ola biləcəyini izah edərək, öz ifadəsini elmi cəhətdən əsaslandıran o idi.

Libbrecht, qar dənələrinin vizual olaraq eyni görünə biləcəyini, ancaq onlara mikroskop altında baxsanız, modelin tamamilə fərqli olacağını söylədi!

İndi bilirsiniz, əgər qar pəncərədən kənara düşsə, qar dənələrinin hər biri özünəməxsus şəkildə unikal və təkrarolunmaz gözəl olacaq!