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冬天的精靈

2015-04-29 00:44:03凌波
天天愛(ài)科學(xué) 2015年12期
關(guān)鍵詞:六角形色光冰晶

凌波

人們常說(shuō),雪是冬天的精靈。古往今來(lái),詩(shī)人們寫(xiě)下了很多詩(shī)句來(lái)描述雪景,“燕山雪花大如席,片片吹落軒轅臺(tái)”的豪邁,“白雪卻嫌春色晚,故穿庭樹(shù)作飛花”的秀美,“忽如一夜春風(fēng)來(lái),千樹(shù)萬(wàn)樹(shù)梨花開(kāi)”的浪漫。我們也像這些詩(shī)人一樣,常常贊嘆的是美麗的雪景,是無(wú)數(shù)的雪花在一起的樣子,可有誰(shuí)仔細(xì)地觀察過(guò)一朵雪花?今天,就讓我們走進(jìn)小小雪花的微世界,一起發(fā)現(xiàn)小雪花的大美麗。

空中飄落的雪,多呈六角形,像花,所以叫雪花。雪花又叫未央花或六出。早在西漢時(shí)期,古人就發(fā)現(xiàn)雪花有六個(gè)花瓣,《韓詩(shī)外傳》中就有“草木之花多五出,獨(dú)雪花六出”的說(shuō)法。因此,世界科學(xué)史認(rèn)為,中國(guó)是最早發(fā)現(xiàn)雪花的六角結(jié)構(gòu)的。

雪花是怎么形成的?

我們知道,空氣中飄浮著很多水分子,當(dāng)氣溫降低時(shí),這些水分子就會(huì)變成雨點(diǎn)飄落到大地上。雪花的形成也是這樣,只是雪花的形成還需要凝結(jié)核。所謂凝結(jié)核就是懸浮在空氣中的微小的固體微粒,如海鹽、硫酸、氮或其他化學(xué)物質(zhì)的微粒。

當(dāng)這三個(gè)條件同時(shí)滿(mǎn)足時(shí),水分子就會(huì)包圍凝結(jié)核,凝結(jié)成為一個(gè)個(gè)極其細(xì)小的小冰晶。隨著水分子不停地凝結(jié),小冰晶就不停地“長(zhǎng)大”。當(dāng)小冰晶的重量大到無(wú)法再維持懸浮狀態(tài), 在重力的影響下落向地面時(shí),小冰晶就變成了一朵美麗的雪花。

雪花是什么顏色的?

雪花是由凝結(jié)核和包圍在它周?chē)谋ЫM成的,也正是它們決定了雪花的顏色。凝結(jié)核是非常微小的顆粒,我們的肉眼根本看不到它,它的顏色可以忽略不計(jì)。所以,是冰晶的顏色決定了雪花的顏色。而冰晶是由水凝結(jié)成的,是無(wú)色透明的,所以,單片雪花也是無(wú)色透明的。

那為什么我們?nèi)庋劭吹降难┗〞?huì)是白色的呢?這是因?yàn)檠┗ňК撎尥?,就像一塊六角形的寶石,它的每一個(gè)面都是一面小鏡子,會(huì)反射太陽(yáng)光。太陽(yáng)光是白色的,所以我們看到的雪花就變成了白色的。

雪花是什么形狀?

就像世界上沒(méi)有兩片完全相同的樹(shù)葉,世界上也沒(méi)有兩朵完全相同的雪花。把一朵朵雪花放在放大鏡下,我們就可以看到一幅幅完全不同的美麗圖案。

雪花的形狀是由形成它的小冰晶決定的,冰晶主要有兩種形狀,一種是又長(zhǎng)又細(xì)的六棱體,叫柱晶;一種是六角形的薄片,叫片晶。不同的溫度會(huì)銳化冰晶的不同面,雪花就形成了不同形狀,如柱形、盤(pán)形以及針形等形狀的雪花。

太陽(yáng)光是由赤、橙、黃、綠、青、藍(lán)、紫七種色光合成的白色光。為了說(shuō)明七種色光能夠合成白色,牛頓制作了七色板。他把一個(gè)圓板依次分成七種顏色,快速轉(zhuǎn)動(dòng)圓板,板就會(huì)呈現(xiàn)白色。牛頓的實(shí)驗(yàn)雖不精確,但充分說(shuō)明太陽(yáng)光是由七種色光合成的白色光。

雪,是“冬天的精靈”。“瑞雪兆豐年”是中國(guó)廣為流傳的農(nóng)諺。 可是雪如果出現(xiàn)在三四月份的仲春季節(jié),如突然因寒潮侵襲而下了大雪,就會(huì)造成凍寒,所以農(nóng)諺說(shuō):“臘雪是寶,春雪不好?!?/p>

雪花有多大?

雪花非常非常小,單朵雪花的直徑在0.05—3mm之間,一立方米新雪有60?—80億朵雪花;雪花也非常非常輕,只有在極其精確的分析天平上才能稱(chēng)出它的重量,有科學(xué)家統(tǒng)計(jì),大約3,000—10,000朵雪花才重1克。在下雪時(shí),我們看到的大片大片的雪花,是雪花在降落過(guò)程中,許多雪花粘在一起形成的。

雪花的大小還和溫度有關(guān)系,越冷的地方雪花就越小。

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