Ohromující rozmanitost sněhových vloček vede k myšlence, že každá z nich je jedinečná. Zatímco „žádné dvě vločky“ nemusí být atraktivní metafora, není to úplně pravda. Přesto nás to nezastaví z pohledu na složité krystalové struktury zachycené na našich rukavicích. Nezabraňuje to ani vědcům pečlivě katalogizovat každý typ krystalu, který by se mohl vytvořit.
Díky své práci vytvořil učitel chemie Andy Brunning, který udržuje blog o grafice a chemii, složený zájem, fascinující grafiku, která ukazuje 39 druhů pevných srážek, z toho 35, což jsou sněhové krystaly nebo vločky. Mezi další zobrazené formy srážení patří sněžení, led, krupobití a zmrazená částice hydrometeoru.
Složené úroky (CC BY 4.0) Brunning píše:
Možná se divíte, jaké tvary sněhových vloček mají co do činění s chemií. Studium krystalové struktury pevných látek má ve skutečnosti svou vlastní disciplínu, krystalografii, která nám umožňuje určit uspořádání atomů v těchto pevných látkách. Krystalografie funguje průchodem rentgenových paprsků vzorkem, které jsou pak difraktovány při průchodu atomy v nich obsaženými. Analýza difrakčního obrazce umožňuje rozeznat strukturu pevné látky; Tuto techniku použila Rosalind Franklin k fotografování uspořádání dvojité spirály DNA před tím, než Watson & Crick potvrdil její strukturu.
Předchozí úsilí přišlo s několika různými čísly pro celkové kategorie pevných srážek. Nová grafika je založena na práci vědců z Japonska. 39 kategorií lze dále rozdělit do 121 podtypů, Susannah Locke hlásí Vox. A všechny mohou být soustředěny do osmi širších skupin:
- Krystaly sloupce
- Rovné krystaly
- Kombinace krystalů sloupců a rovin
- Agregace sněhových krystalů
- Ramed sněhové krystaly
- Zárodky ledových krystalů
- Nepravidelné částice sněhu
- Jiné pevné srážení.
Kenneth Libbrecht, fyzik z Caltechu, píše o tvorbě sněhových krystalů na svých webových stránkách:
Příběh začíná v oblaku, kdy se minutová kapička mraku nejprve zamrzne v malinkou částici ledu. Jak vodní pára začne kondenzovat na svém povrchu, ledová částice rychle vyvíjí fazety, čímž se stává malým hexagonálním hranolem. Chvíli si udržuje tento jednoduchý fazetovaný tvar, jak roste.
S tím, jak se krystal zvětšuje, však větve začnou vycházet ze šesti rohů šestiúhelníku (toto je třetí stupeň na obrázku vpravo). Vzhledem k tomu, že atmosférické podmínky (např. Teplota a vlhkost) jsou téměř malé v krystalu, vyrůstá všech šest ramen přibližně stejným tempem.
Zatímco roste, krystal je foukán sem a tam uvnitř mraků, takže teplota, kterou vidí, se náhodně mění s časem.
Tyto změny teploty mění ruce v různé tvary a dávají nám různé sněhové vločky a krystaly, které vidíme. Protože všechny zbraně snášejí stejné výkyvy, mohou růst symetricky. Ve skutečnosti je většina sněhových krystalů nepravidelná, píše.
Proč trávit celou tu dobu tříděním sněhových vloček? Jak vysvětluje Libbrecht, jedná se skutečně o studium toho, jak se tvoří krystaly. A tyto znalosti lze aplikovat na výrobu krystalů pro řadu dalších aplikací - například křemík a další polovodiče v počítačích a elektronice jsou postaveny například z krystalů.
Navíc jsou ohromující.
