译文:
雪花
你可能听说过没有两片雪花是完全相同的。当然,没有人曾经检查过每年飘落在地球上的数以万亿计的雪花来证实这一说法。然而,加州技术学院的Kenneth Libbrecht教授仍相信这一说法的真实性。
Libbrecht说,雪花并不是片状的。它们在基础阶段是结晶状的。每一片雪花的晶格都是六边形的。最简单的雪晶体是六边的扁平碟状和六边的柱状。这种晶体在极寒极干的地方十分普遍。当这种简单的六边对称形状发生变化时,雪晶体就拥有了它们独特的美丽之外。在适当的条件下,结晶体的每个角都向外伸长,形成臂状物。在大约几分钟的时间内,这些臂状物变得非常华美,结晶体也变得像星星般闪闪发亮。
环境中的几个因素影响了雪晶体的形状及形成速度。其中之一是湿度。当湿度增加时,晶体变化得更快并且形成更为复杂的形状。另一个因素是气温。云里的水蒸气分子集结在尘埃上,冷凝形成简单的晶体,此时,雪花就诞生了。初形成的晶体在云里四处碰撞,穿过不同Libbrecht说,当这些晶体遇到大约零下15度的空气团时,它们就会快速变化,伸长出六个臂状物。这时,如果晶体遇到一个温度更高的空气团(比如零下10度),这些臂状物的尖端就会很快停止伸长,形成碟状的六边形。这时,如果遇到温度更高的空气团(比如零下5度),它的顶部和底部会比两边更快地停止伸长,从而在形状上更像一个柱形。
在雪花的一生中,雪晶体可能遇到许多温度更高或更低的空气团,形成独特而又复杂的生长史。这使得雪花不尽相同。雪花的每一个臂状物看起来都十分相像。但晶体本身却是各式各样的。
利用冷却槽,Libbrecht发现了如何制造各种形状的雪晶体,碟状、柱状、针状的等等。Libbrecht还改进了他的技术,使得晶体之间更加相像。然而,他仍然无法制造两片完全相同的雪花。湿度与温度的细微差别就会改变晶体的形成过程。
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