Главная            О проекте            Карта сайта            Обновления            Ссылки

Изучение снежинок

Все люди, живущие в северных странах, знают, как искрится снег. Это мириады искорок, которые вспыхивают под солнечными лучами. Данный световой эффект создают снежинки. Они действуют как микроскопические зеркала, отражающие солнечный свет.

Давайте присмотримся к этому чуду природы. Невооружённым глазом видно, что снежинка имеет шестиугольную форму. А если её рассмотреть через увеличительное стекло, то тогда можно увидеть красивейшее зрелище. Это идеальная симметрия игольчатых выростов, сложный ажур кристаллических переплетений, переливающаяся огнями ледяная плоскость.

Снежинки в природе

Рассматривая это чудо природы, невольно задаёшься вопросом: почему форма шестиугольная? Как вода, не обладающая вообще никакой формой, и не имея никакой чёткой внутренней структуры, смогла создать такое кристаллическое великолепие?

Отсюда понятно, почему изучение снежинок вовсе не является абсурдом. Первый, кто заинтересовался их шестиугольными формами, был Иоганн Кеплер. Это тот самый учёный, который в начале XVII века открыл эллиптическое движение планет и вывел его математические законы.

Но не только планетами увлекался столь выдающийся человек. Он написал небольшое сочинение под названием "О шестиугольных снежинках". В этой работе учёный рассматривал проблему плотной укладки различных тел. Рассуждал о форме пчелиных сот, о горошинах в стручке, о зёрнах граната.

Кеплер не смог разгадать тайну снежинок, так как в то время ничего не знали о молекулах. Однако его исследования и умозаключения дали толчок для развития такой науки как кристаллография.

Другим увлечённым поклонником снежинок стал американец Уилсон Бентли. Родился он в 1865 году в городке Джерико (штат Вермонт). Мать Уилсона работала в школе. Поэтому в доме было много книг и даже стоял микроскоп. И вот однажды юному Бентли пришла в голову мысль рассмотреть под микроскопом снежинку. Её красота потрясла мальчика до глубины души. Ему стало обидно, что другие люди не могут увидеть такое великолепие.

Уилсон уговорил отца купить ему фотоаппарат и начал фотографировать снежинки. Очень скоро в родном городе он снискал славу чудака. Но однажды его фотографии увидел профессор из вермонтского университета Джордж Перкинс. Его поразило высокое качество фотографий, но самое главное, их количество. Профессор показал снимки коллегам, а те стали использовать их в качестве иллюстраций к различным научным статьям.

В 1931 году Бентли издал книгу под названием "Кристаллы снега". Для неё он отобрал 2,5 тыс. фотографий. А за всю свою жизнь он сделал 5 тыс. снимков снежинок. Это увлечение не принесло ему больших денег, но зато вписало имя этого человека в историю науки.

Каждый год снег покрывает 130 млн. кв. км суши. В одном кубическом метре снега насчитывается 350 млн. снежинок. Отсюда видно, какими гигантскими и потрясающими творческими способностями обладает матушка-природа.

К середине прошлого столетия выяснилось, что не все снежинки обладают шестиугольной формой. Они имеют также формы игл, столбиков. В 1954 году была создана специальная комиссия, которая разработала классификацию снега.


Разнообразные формы снежинок

И к чему же пришло изучение снежинок? Оказалось, что всё дело в геометрии молекулы воды. Входящие в её состав электроны образуют облако, которое имеет форму тетраэдра, то есть фигуры, сложенной из 4-х равносторонних треугольников.

При плюсовой температуре тетраэдры толкутся кучно, но не имеют прочных связей. Когда же температура падает ниже нуля, молекулы воды образуют друг с другом прочные связи. А с учётом геометрии молекул появляются шестигранники. Рост снежинки обусловлен появлением на её гранях новых точек роста, а те, в свою очередь, дают начало новым ответвлениям.

Люди попробовали вырастить снежинку и в лабораторных условиях. Удалось это японскому профессору Укихаро Накайе. Произошло это знаменательное событие в марте 1936 года. Исследователь установил в своей лаборатории специальную холодильную камеру, в которой можно было регулировать температуру и влажность воздуха в широких диапазонах.

Такой подход увенчался успехом. В наши дни на том месте, где находилась лаборатория, воздвигли памятник в честь первой снежинки, созданной человеческим гением. Помимо этого на берегу японского озера Кага создали музей и исследовательский центр снега и льда. Так что изучение снежинок продолжается.

Валерий Лапшин