Existujú 2 rovnaké snehové vločky. Teória snehu: Žiadne dve snehové vločky nie sú rovnaké. Pri hodnotení filmu „Alexander Nevsky“ sa vŕzganie snehu získalo vylisovaním zmiešaného cukru a soli.

Vedci identifikujú dve možnosti tvorby snehových kryštálov. V prvom prípade môže vodná para unášaná vetrom do veľmi vysokej nadmorskej výšky, kde je teplota okolo 40 °C, náhle zamrznúť a vytvárať ľadové kryštály. V spodnej vrstve oblakov, kde voda zamŕza pomalšie, sa okolo malého zrnka prachu alebo zeminy vytvorí kryštál. Tento kryštál, ktorých je v jednej vločke od 2 do 200, má tvar šesťuholníka, takže väčšina snehových vločiek je šesťcípa hviezda.

„Krajina snehu“ – takýto poetický názov vymysleli pre Tibet jeho obyvatelia.

Tvar snehovej vločky závisí od mnohých faktorov: okolitá teplota, vlhkosť, tlak. Napriek tomu existuje 7 hlavných typov kryštálov: platne (ak je teplota v oblaku od -3 do 0 °C), hviezdicové kryštály, stĺpce (od -8 do -5 °C), ihličky, priestorové dendrity, stĺpce s hrot a nesprávne tvary. Je pozoruhodné, že ak sa snehová vločka pri páde otáča, jej tvar bude dokonale symetrický, ale ak spadne nabok alebo iným spôsobom, nebude.

Ľadové kryštály sú šesťuholníkové: nemôžu sa spojiť pod uhlom - iba na okraji. Preto lúče snehovej vločky rastú vždy v šiestich smeroch a vetvenie z lúča môže odchádzať len pod uhlom 60 alebo 120 °.

Od roku 2012 sa Svetový deň snehu oslavuje predposlednú januárovú nedeľu. Iniciovala to Medzinárodná lyžiarska federácia.

Snehové vločky vyzerajú biele kvôli vzduchu, ktorý obsahujú: svetlo rôznych frekvencií sa odráža na okrajoch medzi kryštálmi a rozptyľuje sa. Veľkosť obyčajnej snehovej vločky je asi 5 mm v priemere a hmotnosť je 0,004 g.

Pri bodovaní filmu „Alexander Nevsky“ sa vŕzganie snehu získalo stlačením zmiešaného cukru a soli.

Verí sa, že žiadne dve snehové vločky nie sú rovnaké. Prvýkrát sa to dokázalo v roku 1885, keď americký farmár Wilson Bentley urobil prvý úspešný mikroskopický záber snehovej vločky. Venoval sa tomu 46 rokov a urobil viac ako 5000 fotografií, na základe ktorých sa teória potvrdila.

Identické snehové vločky sa nachádzajú v prírode. Vo výnimočných prípadoch. Prvýkrát to zaznamenalo americké Národné centrum pre výskum atmosféry v roku 1988.

Foto: pixabay.com

Výskumník Nancy Knightová vo svojom diele "No Two Alike?" dokázal, že v prírode sa môžu vyskytovať rovnaké snehové vločky.

Knightová dospela k tomuto záveru po tom, čo experimentálne získala rovnaké snehové vločky v laboratóriu. Svoju teóriu dokázala matematicky, prostredníctvom teórie pravdepodobnosti. Vydedukovala 100 rozlišovacích znakov snehových vločiek, podľa ktorých možno usúdiť, že existuje 10 až 158 stupňov rôznych variantov snehových vločiek. A hoci je výsledné číslo nekonečne veľké, nevylučuje to možnosť zhody snehových vločiek, tvrdí Knight.

Zároveň podľa profesor fyziky na Kalifornskej univerzite Kenneth Libbrecht, navonok identické snehové vločky majú rozdiely vo vnútornej štruktúre, konkrétne v kryštálovej mriežke. Nedá sa teda povedať, že v princípe je možné nájsť úplne identické snehové vločky v tvare a atómovej štruktúre.

Ako vznikajú snehové vločky a prečo sú ich tvary odlišné?

Proces tvorby snehových vločiek zahŕňa sublimáciu kryštálov z plynnej fázy, pričom sa obchádza kvapalný stav. Počas tvorby snehovej vločky molekuly vody rastú náhodne od okamihu vytvorenia počiatočného kryštálu. Rast snehovej vločky teda prebieha neusporiadane.

Rast snehových vločiek závisí od vonkajších podmienok, ako je teplota a vlhkosť. V závislosti od týchto a iných podmienok sa na seba navrstvia nové vrstvy molekúl, pričom zakaždým vytvoria nový tvar snehovej vločky.

Všetky snehové vločky majú šesť strán, pretože keď molekuly vody zamrznú, zoradia sa v špeciálnom poradí, výsledkom čoho je šesťuholníkový geometrický tvar.

Rast snehovej vločky je určený teplotou vzduchu, pri ktorej vznikla. Čím nižšia je teplota, tým menšia je veľkosť snehovej vločky.

Smery rastu snehových vločiek sú spôsobené skutočnosťou, že kryštály ľadu sú šesťuholníkové. Dva kryštály sa nedajú spojiť pod uhlom, vždy sú k sebe pripevnené lícom. Preto lúče rastú vždy v šiestich smeroch a „vetva“ sa môže od lúča vzdialiť len pod uhlom 60 alebo 120 stupňov.

Priekopníkom štúdia „teórie snehu“ bol mladý farmár Wilson Alison Bentley, prezývaný „Snehová vločka“. Od detstva ho lákal nezvyčajný tvar kryštálov padajúcich z neba. V jeho rodnom meste Jericho na severe USA boli snehové zrážky pravidelnou záležitosťou a mladý Wilson trávil veľa času vonku štúdiom snehových vločiek.

Wislon "Snehové vločky" Bentley

Bentley prispôsobil fotoaparát mikroskopu, ktorý dala jeho matka k 15. narodeninám, a pokúsil sa zachytiť snehové vločky. Zdokonalenie technológie však trvalo takmer päť rokov – až 15. januára 1885 bola urobená prvá jasná snímka.

Wilson počas svojho života odfotografoval 5000 rôznych snehových vločiek. Neprestal obdivovať krásu týchto miniatúrnych diel prírody. Aby Bentley získal svoje majstrovské diela, pracoval pri teplotách pod nulou, pričom každú nájdenú snehovú vločku umiestnil na čierne pozadie.

Wilsonovu prácu ocenili vedci aj umelci. Často ho pozývali prednášať na vedecké konferencie alebo vystavovať fotografie v umeleckých galériách. Bohužiaľ, Bentley zomrel vo veku 65 rokov na zápal pľúc bez toho, aby dokázal, že neexistujú žiadne identické snehové vločky.

Štafetu „teórie snehu“ o sto rokov neskôr prevzala Nancy Knightová, výskumníčka z Národného centra pre výskum atmosféry. V článku publikovanom v roku 1988 dokázala opak – identické snehové vločky môžu a mali by existovať!

Doktor Knight sa pokúsil reprodukovať proces stavania snehových vločiek v laboratóriu. Aby to urobila, vypestovala niekoľko vodných kryštálov a podrobila ich rovnakým procesom podchladenia a presýtenia. V dôsledku experimentov sa jej podarilo získať snehové vločky úplne identické.

Ďalšie pozorovania v teréne a spracovanie experimentálnych chýb umožnili Nancy Knightovej tvrdiť, že výskyt rovnakých snehových vločiek je možný a je určený iba teóriou pravdepodobnosti. Po zostavení porovnávacieho katalógu nebeských kryštálov Knight dospel k záveru, že snehové vločky majú 100 znakov rozdielu. Celkový počet možností vzhľadu je teda 100! tie. takmer 10 až 158. mocnina.

Výsledné číslo je dvojnásobkom počtu atómov vo vesmíre! To ale neznamená, že náhody sú úplne nemožné – uzatvára vo svojej práci doktor Knight.

A teraz – nový výskum „teórie snehu“. Nedávno profesor fyziky na Kalifornskej univerzite Kenneth Libbrecht zverejnil výsledky dlhoročného výskumu svojej vedeckej skupiny. "Ak vidíte dve rovnaké snehové vločky, sú stále odlišné!" - hovorí profesor.

Libbrecht dokázal, že na každých päťsto atómov kyslíka s hmotnosťou 16 g/mol pripadá v zložení molekúl snehu jeden atóm s hmotnosťou 18 g/mol. Štruktúra väzieb molekuly s takýmto atómom je taká, že zahŕňa nespočetné množstvo možností pre zlúčeniny v kryštálovej mriežke. Inými slovami, ak dve snehové vločky skutočne vyzerajú rovnako, ich identitu je ešte potrebné overiť na mikroskopickej úrovni.

Naučiť sa vlastnosti snehu (a snehových vločiek obzvlášť) nie je detská hra. Poznatky o povahe snehu a snehových oblakov sú pri štúdiu klimatických zmien veľmi dôležité. A niektoré nezvyčajné a neprebádané vlastnosti ľadu môžu nájsť aj praktické využitie.

Každému školákovi je známe, že tvrdenie, že neexistujú dve rovnaké snehové vločky, bolo opakovane spochybňované. Jedinečné štúdie Kalifornského technologického inštitútu však dokázali túto skutočne novoročnú záležitosť ukončiť.

Sneh sa tvorí, keď mikroskopické kvapôčky vody v oblakoch priťahujú prachové častice a zamŕzajú.

V tomto prípade sa objavujúce kryštáliky ľadu, ktoré spočiatku nepresahujú priemer 0,1 mm, padajú a rastú v dôsledku kondenzácie vlhkosti zo vzduchu na nich. V tomto prípade sa tvoria šesťcípe kryštalické formy.

Vďaka štruktúre molekúl vody sú medzi lúčmi kryštálu možné len uhly 60° a 120°. Hlavný vodný kryštál má v rovine tvar pravidelného šesťuholníka. Na vrcholy takéhoto šesťuholníka sa potom uložia nové kryštály, na ne sa uložia nové a tak sa získajú rôzne podoby hviezd snehových vločiek.

Profesor fyziky na Kalifornskej univerzite Kenneth Libbrecht zverejnil výsledky dlhoročného výskumu svojej vedeckej skupiny. "Ak vidíte dve rovnaké snehové vločky, sú stále odlišné!" hovorí profesor.

Libbrecht dokázal, že na každých päťsto atómov kyslíka s hmotnosťou 16 g/mol pripadá v zložení molekúl snehu jeden atóm s hmotnosťou 18 g/mol.

Štruktúra väzieb molekuly s takýmto atómom je taká, že zahŕňa nespočetné množstvo možností pre zlúčeniny v kryštálovej mriežke.

Inými slovami, ak dve snehové vločky skutočne vyzerajú rovnako, ich identitu je ešte potrebné overiť na mikroskopickej úrovni.

Naučiť sa vlastnosti snehu (a snehových vločiek obzvlášť) nie je detská hra. Poznatky o povahe snehu a snehových oblakov sú pri štúdiu klimatických zmien veľmi dôležité.

Príroda je v zime krásna: stačí na minútu spomaliť, pozrieť sa na zasnežené stromy, nadýchané snehové záveje a natiahnuť ruku – keď na ňu padne niekoľko snehových vločiek. Nie je nič krajšie a bez tiaže ako tieto miniatúrne diela prírody.

Aká škoda, že ich krásny vzor možno obdivovať len krátko.

Možno ste už počuli výrok: žiadne dve snehové vločky nie sú rovnaké. Pozrime sa na túto „zimnú záležitosť“.

Proces tvorby snehových vločiek je na prvý pohľad veľmi komplikovaný. Tu sú zahrnuté fyzikálne zákony interakcie elementárnych častíc. V atmosfére sa pri teplotách pod nulou molekuly vody priťahujú k molekulám prachu a tuhnú, čím sa vytvoria šesťcípe kryštály. Medzi jednotlivými lúčmi kryštálu sú vzhľadom na zvláštnosti štruktúry molekuly vody možné uhly len 60 alebo 120 stupňov a vďaka novým kryštálom spájajúcim vrcholy šesťuholníka sa vytvárajú rôzne tvary a vzory snehových vločiek.

Tak sme zistili, že:

• Snehové vločky sa tvoria vo vnútri ľadového oblaku z pary a obchádzajú kvapalnú fázu.
• Rast snehových vločiek závisí od vonkajších podmienok: vlhkosti a teploty vzduchu.
• „Embryá“ snehových vločiek majú šesťuholníkový tvar.
• Tvar snehovej vločky sa môže pri prechode atmosférou meniť.
• Rýchlosť padajúcej snehovej vločky je 15 m/min.
• Ľad, ktorý tvorí snehovú vločku, je priehľadný.

Pozrime sa bližšie na posledný fakt. Prečo je sneh biely, ak je snehová vločka priehľadná? Na túto otázku odpovedajú fyzikálne zákony: svetlo odrážajúce sa od okrajov snehových vločiek vytvára dojem bielej hmoty, ktorú nazývame sneh.

Proces vytvárania snehových vločiek teda vzrušil mnohé mysle.

Priekopníkmi v teórii „snehu“ boli farmár W.E. Bentley a Dr. N. Knight.

Bentley vytvoril počas svojho života obrovskú zbierku fotografií snehových vločiek, ktoré zaujali vedcov aj fotografov. Dr Knight bol schopný reprodukovať tvorbu snehových vločiek v laboratóriu.

Ich poznatky a vedeckú prácu systematizoval profesor Kalifornskej univerzity K. Libbrecht, ktorý v procese štúdia tejto problematiky predložil výrok: „Ak vidíte dve rovnaké snehové vločky, sú predsa iné!“.

Bol to on, kto vedecky podložil svoje tvrdenie a vysvetlil, že molekuly a atómy, ktoré tvoria kryštálovú mriežku, môžu mať obrovské množstvo spôsobov spojenia.

Libbrecht uviedol, že vizuálne môžu snehové vločky vyzerať rovnako, ale ak sa na ne pozriete pod mikroskopom, vzor bude úplne iný!

Teraz už viete, že ak za oknom napadne sneh, každá zo snehových vločiek bude svojím spôsobom jedinečná a nenapodobiteľne krásna!