雪花為什么是六角形的?
早在公元前的西漢時(shí)代,《韓詩外傳》中就指出:“凡草木花多五出,雪花獨(dú)六出。”雪的基本形狀是六角形。但在不同的環(huán)境下,卻可表現(xiàn)出各種樣的形態(tài)。
世界上有不少雪花圖案收集者,他們收集了各種雪花圖案。有人花了畢生精力拍攝了成千上
萬張雪花照片,發(fā)現(xiàn)將近有六千種彼此不同的雪花,但他死前認(rèn)為這不過是大自然落到他手中的少部分雪花而已。以致于有人說沒有兩朵大小和形狀完全相同的雪花。
為什么雪花的基本形態(tài)是六角形的片狀和柱狀呢?
這和水汽凝華結(jié)晶時(shí)的晶體習(xí)性有關(guān)。水汽凝華結(jié)晶成的雪花和天然水凍結(jié)的冰都屬于六方晶系。我們在博物館里很容易被那純潔透明的水晶所吸引。水晶和冰晶一樣,都是六方晶系,不過水晶是二氧化硅(SiO2)的結(jié)晶,冰晶是水(H2O)的結(jié)晶罷了。
六方晶系具有四個(gè)結(jié)晶軸,其中三個(gè)輔軸在一個(gè)基面上,互相以60°的角度相交,第四軸(主晶軸)與三個(gè)輔軸所形成的基面垂直。六方晶系最典型的代表就象是幾何學(xué)上的一一個(gè)正六面柱體。當(dāng)水汽凝華結(jié)晶的時(shí)候,如果主晶軸比其它三個(gè)輔軸發(fā)育得慢,并且很短,那么晶體就形成片狀;倘若主晶軸發(fā)育很快,延伸很長,那么晶體就形成柱狀。雪花之所以一般是六角形的,是因?yàn)檠刂骶лS方向晶體生長的速度要比沿三個(gè)輔軸方向慢得多的緣故。
[上一頁] [下一頁]