Hầu hết mọi người đều thích nhìn thấy tuyết hoặc muốn nhìn thấy nó trong trường hợp họ chưa bao giờ có thể trải nghiệm nó. Trong cả phim hoạt hình và phim không hoạt hình, nó luôn gây cảm giác quê hương, giá lạnh, mùa đông, Giáng sinh, v.v. Xem cách họ rơi bông tuyết qua cửa sổ có thể là một cảnh khá.
Nhưng Chúng ta có biết bông tuyết là gì, chúng được hình thành như thế nào và các loại bông tuyết tồn tại?
Bông tuyết là gì và nó được hình thành như thế nào?
Bông tuyết là những cụm gồm nhiều tinh thể băng hình thành trong các đám mây ở độ cao và nhiệt độ rất thấp. Để những tinh thể băng này hình thành, trước tiên một giọt nước phải được đóng băng xung quanh một hạt lơ lửng bên trong đám mây. Những hạt này có thể là bụi hoặc phấn hoa và được gọi là lõi ngưng tụ. Khi nước bên trong đám mây đóng băng, nó có hình dạng của một lăng kính lục giác. Để giọt nước có hình dạng này, điều cần thiết là nhiệt độ của đám mây đạt ít nhất -12 hoặc -13 °. Bằng cách này, phần còn lại của các giọt nước có thể đi xung quanh thủy tinh và ngưng tụ trên bề mặt của nó.
Khi phần còn lại của các giọt dần dần thêm vào tinh thể băng, nó sẽ di chuyển qua phần còn lại của đám mây. Các giọt nước tham gia vào tấm kính làm như vậy ở các cạnh của nó vì chúng nhô ra nhiều hơn bất kỳ phần nào khác. Đó là lý do tại sao các góc mọc nhiều hơn và bắt đầu hình thành "cánh tay" được gọi là đuôi gai. Quá trình hình thành này được gọi là sự phân nhánh và nó là nguyên nhân làm cho bông tuyết có hình dạng phức tạp như vậy.
Cuối cùng, bông tuyết sẽ di chuyển dọc theo đám mây cho đến khi nó rơi xuống dưới trọng lượng của chính nó.
Các loại bông tuyết
Các loại bông tuyết và cành của lăng kính phụ thuộc vào điều kiện môi trường hình thành như nhiệt độ, áp suất khí quyển, lượng nước, số lượng hạt lơ lửng, v.v. Đó là lý do tại sao, trong một trận tuyết rơi, chúng ta có thể gặp vô số loại bông tuyết khác nhau do điều kiện hình thành khác nhau của chúng.
Để nhấn mạnh hơn nữa tầm quan trọng của thực tế này, vào năm 1988, Nhóm các nhà nghiên cứu Wisconsin cho thấy rằng sự phát triển của một tinh thể băng phụ thuộc vào rất nhiều yếu tố, chúng không đều nhau đến mức khó có khả năng tồn tại hai mảnh bằng nhau trong tự nhiên. Mặc dù, mặt khác, họ cũng có thể mô phỏng các điều kiện môi trường trong phòng thí nghiệm để có thể tạo ra hai viên đá hoàn toàn giống nhau.
Tiếp theo, chúng ta sẽ xem các dạng hình thành tinh thể băng phổ biến nhất tồn tại trong tự nhiên:
Lăng kính đơn giản
Những loại lăng kính này là cơ bản nhất của bông tuyết. Hình dạng của nó có thể thay đổi từ hình lăng trụ lục giác dài đến một số tấm hình lục giác nhỏ. Kích thước của những lăng kính này rất nhỏ nên rất khó nhìn thấy chúng bằng mắt thường.
Lưỡi đầy sao
Chúng được sử dụng nhiều nhất để vẽ và đại diện cho bông tuyết cổ điển. Đây là những tinh thể băng nhiều lớp với sáu cánh tay đủ rộng để tạo thành một ngôi sao. Thông thường chúng ta thấy rằng chúng có các cạnh của cành được trang trí bằng các dấu đối xứng khiến chúng trở nên đặc biệt hơn.
Đuôi gai hình sao
Thuật ngữ dendrite đề cập đến hình dạng của một cái cây, có nghĩa là, các dạng phân nhánh của tinh thể băng. Đây là lý do tại sao đuôi gai là loại bông tuyết có 6 nhánh chính và một số loại nhánh phụ. Những bông tuyết này lớn hơn những bông trước và có thể nhìn thấy bằng mắt thường.
Cột và kim rỗng
Các hình lục giác đôi khi có nhiều hình nón hơn ở đầu của chúng khiến chúng trông giống như các cột rỗng. Chúng có kích thước nhỏ đến mức gần như không thể nhìn thấy chúng bằng mắt thường. Những bông cặn này hình thành ở nhiệt độ khoảng -5 ° C.
Tinh thể tam giác
Nếu các tinh thể băng chỉ phát triển ở nhiệt độ -2 ° C, chúng thường có hình tam giác hơn là hình lục giác. Quá trình này thường rất hiếm khi xảy ra.
Bullet Rosette
Loại bông tuyết này được hình thành trong các tình huống khi tinh thể băng hình thành, một số được hình thành phát triển theo các hướng ngẫu nhiên. Khi các tinh thể khác nhau được hình thành cùng một lúc trở thành cột, chúng được gọi là hình hoa thị hình viên đạn. Chúng được gọi như vậy vì khi các tinh thể rơi và vỡ ra, các tinh thể băng hình viên đạn riêng lẻ hình thành.
Tuyết nhân tạo
Trong môi trường du lịch, máy móc được sử dụng để tạo ra tuyết nhân tạo giúp người trượt tuyết có thể chỉnh sửa độ dốc tốt và không bị hết tuyết để luyện tập môn thể thao này. Tuy nhiên, những bông tuyết hình thành từ tuyết nhân tạo này không liên quan gì đến những bông tuyết được hình thành bởi quá trình tự nhiên. Chúng không có hình dạng hình học.
Kích thước trung bình của bông tuyết là gì và điều gì xác định kích thước của chúng?
Bông tuyết thường có đường kính một cm, luôn tùy thuộc vào điều kiện hình thành của chúng. Chúng có thể có đường kính từ một cm đến đôi khi chúng thường dài tới 8 và 10 cm. Như một giai thoại, tôi sẽ nói với bạn rằng bông tuyết lớn nhất từng được ghi nhận đã được ghi lại bởi Fort Keogh, ở Montana vào tháng 1887 năm XNUMX và được đo đường kính khoảng 38 cm.
Cấu trúc của bông tuyết được xác định bởi nhiệt độ và độ ẩm của không khí mà nó đi qua khi bông tuyết rơi xuống đất. Để phân loại tất cả các loại bông tuyết dựa trên nhiệt độ không khí, các điều kiện này đã được mô phỏng trong phòng thí nghiệm để có thể biết chúng ảnh hưởng như thế nào:
- Từ 0º đến -4º C các tấm lục giác mỏng và các ngôi sao được tạo ra
- Giữa -4º và -6º kim được sản xuất
- Giữa -6º và -10ºC cột rỗng được sản xuất
- Tấm được sản xuất trong khoảng -10º đến -12ºC
- Từ -12º đến -16ºC đuôi gai được tạo ra
- Từ -16ºC, kết hợp tấm và cột được tạo ra
Một trong những đặc điểm của bông tuyết thu hút sự chú ý của mọi người và các nhà khoa học nhất đó là tại sao các vảy đối xứng. Trong thế giới của toán học, một vật thể đối xứng là một vật thể hoàn hảo. Điều này xảy ra trong các bông tuyết vì các giọt nước hợp nhất và ngưng tụ dọc theo các nhánh của tinh thể băng, vì chúng hình thành ở cùng điều kiện môi trường tại cùng một thời điểm, chúng hình thành đối xứng. Tuy nhiên, có lẽ chúng ta không thể đánh giá tốt điều này, vì khi các bông tuyết rơi xuống bề mặt trái đất, chúng sẽ bị vỡ, phân mảnh hoặc kết hợp với các mảnh khác.
Tại sao những bông tuyết trông có màu trắng?
Đó là một câu hỏi mà hơn một người đã từng hỏi. Tại sao, mặc dù bông tuyết được làm bằng nước và băng, chúng trông có màu trắng? Thực ra, những bông tuyết được chụp riêng lẻ chúng trông trong suốt, đặc biệt là nếu bạn để chúng gần kính hiển vi. Tuy nhiên, khi tất cả những bông tuyết được nhìn thấy tụ lại với nhau, nó sẽ có màu trắng bởi vì ánh sáng phản xạ từ nhiều bề mặt của tinh thể băng và bị tán xạ như nhau ở tất cả các màu quang phổ của chúng. Vì ánh sáng trắng được tạo thành từ tất cả các màu trong quang phổ khả kiến nên mắt chúng ta nhìn thấy những bông tuyết trắng.
Sự tò mò của bông tuyết
Như một sự tò mò nhỏ, tôi sẽ nói một chút về âm thanh mà bông tuyết có khi rơi. Nếu bạn đã từng nhìn thấy tuyết rơi và đã dừng lại để lắng nghe tiếng động mà bông tuyết tạo ra khi rơi, bạn sẽ nhận ra sự im lặng ở đó. Tại sao những bông tuyết rơi lại không phát ra âm thanh nếu có những bông tuyết có đường kính khoảng 8 cm?
Điều này là do những bông tuyết rơi và tích tụ trên mặt đất giữ không khí giữa các tinh thể riêng lẻ của chúng. Điều này gây ra sự hấp thụ phần lớn rung động do rơi và do đó, họ làm điều đó một cách lặng lẽ hơn. Người ta nói rằng một lớp tuyết tích tụ dày khoảng 2 cm có thể làm chậm âm thanh của cảnh quan. Mặc dù cần lưu ý rằng tuyết ngày càng đông cứng và đông lại, nó sẽ mất đi chất lượng hấp thụ tiếng ồn.
Với những đặc điểm và thông tin về những bông tuyết, chúng ta có thể nhìn thấy tuyết rơi từ một góc nhìn khác. Có thể biết các loại mảnh khác nhau có thể được hình thành trong tự nhiên và cố gắng xác định chúng khi bạn có chúng trong tay có thể rất vui và thú vị. Vì vậy, chúng ta có thể đến nơi có tuyết hoặc đợi tuyết rơi trong thành phố của bạn.