雪花,又名未央花和六出,一种结晶体,是天空中的水汽经凝华而来的固态降水,结构随温度的变化而变化。

雪花在飘落过程中成团攀联在一起,就形成雪片,单个雪花的大小通常在0.05-4.6毫米之间,单个重量只有0.2-0.5克,它的结晶体都是有规律的六角形。

我们大概都见过圣诞树上挂着的六角星形的雪花,自然界的雪花究竟是什么形状呢?它们确实大多是六角星形状的。那位研究太阳系行星运行轨道的开普勒曾经苦苦思索过,为什么雪花是如此完美对称的六角星形状。

从古希腊时候起,人们就着迷于自然界的五种正多面体——正四面体,立方体,正八面体,正十二面体,和正二十面体,这些正多面体完美的对称性让人们看到了自然的神秘秩序。开普勒在研究当时太阳系已知的六颗行星的运行轨道时,将这五种正多面体层层嵌套,试图在其内切或外含的六个球面上,按照距离,依次找到水星、金星、地球、火星、木星和土星的位置。

然而,开普勒未能从完美对称的几何体中找到雪花形状的奥秘。雪花的六角星形结构并非大自然的某种神秘意旨,答案隐藏在冰的微观结构里。在冰晶体当中,一个氧原子和两个氢原子构成的水分子因为氢键的吸引力在空间规则排列,每个水分子占据六边形的一个顶点,在三维空间缀连延伸。

一旦小冰晶形成,寒冬的云朵中无数的小水滴便不断吸附在这些六边形的小冰晶上,并沿着冰晶的每个顶点生长出枝丫;倘若温度适宜且空气湿润,枝丫上的六边形小冰晶上会继续长出新的枝丫,不断生长,最后形成六个精细的树状分叉,飘落大地。

每片从云端飘落大地的雪花都经过了独特的路径,温度湿度不断变化,它们生长也融化,最后形成了自己独特的美丽形状——针状,片状,六棱柱状,六角星形,六角树状分叉......以及一些更为奇特的形状。

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