Ali obstajata 2 enaki snežinki. Snežna teorija: Nobena enaka snežinka nista. Pri snemanju filma "Alexander Nevsky" je škripanje snega dobilo s stiskanjem mešanega sladkorja in soli
Znanstveniki identificirajo dve možnosti za nastanek snežnih kristalov. V prvem primeru lahko vodna para, ki jo veter prenaša na zelo visoko nadmorsko višino, kjer je temperatura približno 40 ° C, nenadoma zamrzne in tvori ledene kristale. V spodnji plasti oblakov, kjer voda počasneje zmrzuje, se okrog majhnega prahu ali zemlje ustvari kristal. Ta kristal, ki ga je v eni snežinki od 2 do 200, ima obliko šesterokotnika, zato je večina snežink šesterokraka zvezda.
"Dežela snega" - tako poetično ime so si Tibetu izmislili njegovi prebivalci.
Oblika snežinke je odvisna od številnih dejavnikov: temperature okolice, vlažnosti, tlaka. Kljub temu ločimo 7 glavnih vrst kristalov: plošče (če je temperatura v oblaku od -3 do 0 ° C), zvezdasti kristali, stebri (od -8 do -5 ° C), iglice, prostorski dendriti, stebri z konica in napačne oblike. Omeniti velja, da če se snežinka pri padanju vrti, bo njena oblika popolnoma simetrična, in če pade bočno ali na kakšen drug način, potem ne bo.
Ledeni kristali so šesterokotni: ne morejo se povezati pod kotom - le na robu. Zato žarki iz snežinke vedno rastejo v šestih smereh, razvejanje iz žarka pa lahko odstopa le pod kotom 60 ali 120 °.
Od leta 2012 se svetovni dan snega praznuje predzadnjo januarsko nedeljo. To je sprožila Mednarodna smučarska zveza.
Snežinke so videti bele zaradi zraka, ki ga vsebujejo: svetloba različnih frekvenc se odbija na robovih med kristali in se razprši. Velikost navadne snežinke je približno 5 mm v premeru, masa pa 0,004 g.
Pri snemanju filma "Alexander Nevsky" je škripanje snega dobilo s stiskanjem mešanega sladkorja in soli.
Verjame se, da ni dveh enakih snežink. To je bilo prvič dokazano leta 1885, ko je ameriški kmet Wilson Bentley posnel prvo uspešno mikroskopsko sliko snežinke. Temu je posvetil 46 let in posnel več kot 5000 fotografij, na podlagi katerih se je teorija potrdila.
V naravi najdemo enake snežinke. V izjemnih primerih. To je leta 1988 prvič zabeležil ameriški nacionalni center za atmosferske raziskave.
Foto: pixabay.com
raziskovalec Nancy Knight v svojem delu "Ni dveh enakih?" dokazali, da se v naravi lahko pojavijo enake snežinke.
Do tega zaključka je Knight prišla po tem, ko je v laboratoriju poskusno pridobila iste snežinke. Svojo teorijo je dokazala matematično, s teorijo verjetnosti. Izpeljala je 100 razlikovalnih lastnosti snežink, po katerih je mogoče soditi, da obstaja od 10 do 158 stopinj različnih variant snežink. In čeprav je nastalo število neskončno veliko, to ne izključuje možnosti ujemanja snežink, trdi Knight.
Hkrati pa po profesor fizike na kalifornijski univerzi Kenneth Libbrecht, navzven enake snežinke imajo razlike v notranji strukturi, in sicer v kristalni mreži. Zato ni mogoče reči, da je načeloma mogoče najti popolnoma enake snežinke po obliki in atomski strukturi.
Kako nastanejo snežinke in zakaj so njihove oblike drugačne?
Proces nastajanja snežinke vključuje sublimacijo kristalov iz plinaste faze, mimo tekočega stanja. Med nastajanjem snežinke molekule vode naključno rastejo od trenutka nastanka začetnega kristala. Tako rast snežinke poteka neurejeno.
Rast snežink je odvisna od zunanjih pogojev, kot sta temperatura in vlažnost. Glede na te in druge pogoje se nove plasti molekul prekrivajo ena na drugo in vsakič tvorijo novo obliko snežinke.
Vse snežinke imajo šest stranic, saj se molekule vode, ko zamrznejo, razporedijo v posebnem vrstnem redu, kar ima za posledico šesterokotno geometrijsko obliko.
Rast snežinke je odvisna od temperature zraka, pri kateri je nastala. Nižja kot je temperatura, manjša je velikost snežinke.
Smeri rasti snežink so posledica dejstva, da so ledeni kristali šesterokotni. Dva kristala ni mogoče povezati pod kotom, vedno sta pritrjena drug na drugega z ploskvijo. Zato žarki vedno rastejo v šestih smereh, "veja" pa lahko odstopi od žarka le pod kotom 60 ali 120 stopinj.
Pionir preučevanja "teorije snega" je bil mladi kmet Wilson Alison Bentley z vzdevkom "Snežinka". Že od otroštva ga je privlačila nenavadna oblika kristalov, ki padajo z neba. V njegovem rojstnem mestu Jericho na severu Združenih držav so bile snežne padavine redni in mladi Wilson je veliko časa preživel zunaj in preučeval snežinke.
Wislon "Snowflakes" Bentley
Bentley je fotoaparat prilagodil mikroskopu, ki ga je mama podala za njegov 15. rojstni dan, in poskušal ujeti snežinke. Toda za izboljšanje tehnologije je trajalo skoraj pet let – šele 15. januarja 1885 je bila posneta prva jasna slika.
V svojem življenju je Wilson fotografiral 5000 različnih snežink. Nikoli ni nehal občudovati lepoto teh miniaturnih del narave. Da bi pridobil svoje mojstrovine, je Bentley delal pri temperaturah pod ničlo in vsako celoto snežink, ki jih je našel, postavil na črno ozadje.
Wilsonovo delo so pohvalili tako znanstveniki kot umetniki. Pogosto so ga vabili, da govori na znanstvenih konferencah ali razstavlja fotografije v umetniških galerijah. Žal je Bentley umrl v starosti 65 let zaradi pljučnice, ne da bi dokazal, da ni enakih snežink.
Štafeto »teorije snega« je sto let pozneje prevzela Nancy Knight, raziskovalka v Nacionalnem centru za atmosferske raziskave. V prispevku, objavljenem leta 1988, je dokazala nasprotno – enake snežinke lahko in morajo obstajati!
Dr. Knight je poskušal reproducirati postopek gradnje snežink v laboratoriju. Da bi to naredila, je vzgojila več vodnih kristalov in jih izpostavila istim procesom prehlajenja in prenasičenosti. Kot rezultat poskusov ji je uspelo dobiti snežinke, ki so popolnoma enake druga drugi.
Nadaljnja opazovanja na terenu in obdelava eksperimentalnih napak so omogočila Nancy Knight, da trdi, da je pojav enakih snežink možen in ga določa le teorija verjetnosti. Po sestavi primerjalnega kataloga nebesnih kristalov je Knight ugotovil, da imajo snežinke 100 znakov razlike. Tako je skupno število možnosti videza 100! tiste. skoraj 10 na 158. potenco.
Dobljeno število je dvakrat večje od števila atomov v vesolju! A to ne pomeni, da so naključja povsem nemogoča – v svojem delu zaključuje dr. Knight.
In zdaj - nove raziskave o "teoriji snega". Pred dnevi je profesor fizike na kalifornijski univerzi Kenneth Libbrecht objavil rezultate dolgoletnih raziskav svoje znanstvene skupine. "Če vidite dve enaki snežinki, sta še vedno različni!" - pravi profesor.
Libbrecht je dokazal, da je na vsakih petsto atomov kisika z maso 16 g/mol v sestavi snežnih molekul en atom z maso 18 g/mol. Struktura vezi molekule s takšnim atomom je taka, da implicira nešteto možnosti za spojine znotraj kristalne mreže. Z drugimi besedami, če sta dve snežinki res videti enaki, je treba njihovo identiteto še preveriti na mikroskopski ravni.
Učenje lastnosti snega (in še posebej snežink) ni otroška igra. Poznavanje narave snega in snežnih oblakov je zelo pomembno pri preučevanju podnebnih sprememb. Nekatere nenavadne in neraziskane lastnosti ledu lahko najdejo tudi praktično uporabo.
Vsakemu šolarju je znana izjava, da ni dveh enakih snežink, je bila večkrat pod vprašajem. Toda edinstvene študije Kalifornijskega inštituta za tehnologijo so lahko končale to resnično novoletno izdajo.
Sneg nastane, ko mikroskopske vodne kapljice v oblakih pritegnejo prašni delci in zmrznejo.
Pri tem nastanejo ledeni kristali, ki sprva ne presegajo premera 0,1 mm, padejo dol in rastejo kot posledica kondenzacije vlage iz zraka na njih. V tem primeru nastanejo šesterokrake kristalne oblike.
Zaradi strukture molekul vode sta med žarki kristala možna le kota 60° in 120°. Glavni vodni kristal ima obliko pravilnega šesterokotnika v ravnini. Na vrhove takšnega šesterokotnika se nato odlagajo novi kristali, nanje se nalagajo novi in tako dobijo različne oblike zvezd snežinke.
Profesor fizike na kalifornijski univerzi Kenneth Libbrecht je objavil rezultate dolgoletnih raziskav svoje znanstvene skupine. "Če vidite dve enaki snežinki, sta še vedno različni!" pravi profesor.
Libbrecht je dokazal, da je na vsakih petsto atomov kisika z maso 16 g/mol v sestavi snežnih molekul en atom z maso 18 g/mol.
Struktura vezi molekule s takšnim atomom je taka, da implicira nešteto možnosti za spojine znotraj kristalne mreže.
Z drugimi besedami, če sta dve snežinki res videti enaki, je treba njihovo identiteto še preveriti na mikroskopski ravni.
Učenje lastnosti snega (in še posebej snežink) ni otroška igra. Poznavanje narave snega in snežnih oblakov je zelo pomembno pri preučevanju podnebnih sprememb.
Narava je pozimi lepa: le za minuto je treba upočasniti, pogledati zasnežena drevesa, puhaste snežne zamete in iztegniti roko – ko nanjo pade nekaj snežink. Nič ni lepšega in breztežnega od teh miniaturnih del narave.
Kakšna škoda, da je njihov čudovit vzorec mogoče občudovati le kratek čas.
Morda ste že slišali izjavo: ni dveh enakih snežink. Poglejmo si to "zimsko vprašanje".
Postopek nastanka snežink je na prvi pogled zelo zapleten. Tu so vpleteni fizikalni zakoni interakcij elementarnih delcev. V ozračju pri temperaturah pod ničlo molekule vode privlačijo molekule prahu in se strdijo in tvorijo šesterokrake kristale. Med posameznimi žarki kristala so zaradi posebnosti strukture vodne molekule možni koti le 60 ali 120 stopinj, zaradi novih kristalov, ki se povezujejo v oglišča šesterokotnika, pa nastanejo različne oblike in vzorci snežink.
Tako smo ugotovili, da:
- Snežinke nastanejo v ledenem oblaku iz hlapov, ki zaobidejo tekočo fazo.
- Rast snežink je odvisna od zunanjih pogojev: vlažnosti in temperature zraka.
- "Zarodki" snežink so šesterokotne oblike.
- Oblika snežinke se lahko spremeni, ko prehaja skozi ozračje.
- Hitrost padanja snežinke je 15 m/min.
- Led, ki tvori snežinko, je prozoren.
Poglejmo si zadnje dejstvo podrobneje. Zakaj je sneg bel, če je snežinka prozorna? Na to vprašanje odgovarjajo zakoni fizike: svetloba, ki se odbija od robov snežink, ustvarja vtis bele mase, ki ji pravimo sneg.
Tako je proces oblikovanja snežink navdušil mnoge ume.
Pionirji v teoriji "snega" so bili kmet W.E. Bentley in dr. N. Knight.
Bentley je skozi svoje življenje ustvaril ogromno zbirko fotografij snežink, ki so zanimale tako znanstvenike kot fotografe. Dr. Knight je v laboratoriju uspel reproducirati nastanek snežink.
Njihovo znanje in znanstveno delo je sistematiziral profesor s kalifornijske univerze K. Libbrecht, ki je v procesu preučevanja tega vprašanja predstavil izjavo: "Če vidite dve enaki snežinki, sta še vedno različni!".
Prav on je znanstveno utemeljil svojo izjavo in pojasnil, da se lahko molekule in atomi, ki tvorijo kristalno mrežo, povežejo na veliko različnih načinov.
Libbrecht je izjavil, da so snežinke morda videti enake, a če jih pogledate pod mikroskopom, bo vzorec popolnoma drugačen!
Zdaj veste, če sneg zapade zunaj okna, bo vsaka snežinka edinstvena in neponovljivo lepa na svoj način!
