雪片の見事な多様性は、一つ一つがユニークであるという考えを生み出します。 「2つのフレークはありません」は魅力的なメタファーですが、完全に真実ではありません。 それでも、ミトンに引っかかった複雑な結晶構造をじっと見つめることは止められません。 また、形成される可能性のあるあらゆる種類の結晶を研究者が苦労してカタログ化することを止めません。
彼らの仕事のおかげで、グラフィックと化学のブログCompound Interestを管理している化学教師のAndy Brunningは、雪の結晶またはフレークである35種類を含む39種類の固体降水量を示す魅力的なグラフィックを作成しました。 描かれた降水の他の形態には、みぞれ、氷、h、凍結した水流粒子が含まれます。
複利（CC BY 4.0） Brunningの書き込み：
雪の形が化学とどう関係しているのかと思うかもしれません。 実際、固体の結晶構造の研究には独自の専門分野である結晶学があり、これらの固体内の原子の配列を決定することができます。 結晶学は、サンプルにX線を通過させることで機能します。X線はサンプルに含まれる原子によって通過するときに回折されます。 回折パターンの分析により、固体の構造を識別できます。 ロザリンド・フランクリンはこの手法を使用して、ワトソン・アンド・クリックがその構造を確認する前にDNAの二重らせん配列を撮影しました。
これまでの取り組みでは、固体降水量の合計カテゴリに対していくつかの異なる数値が提示されました。 新しいグラフィックは、日本在住の研究者の研究に基づいています。 39のカテゴリはさらに121のサブタイプに分類できます、とスザンナロックはVoxについて報告しています。 そして、それらはすべて8つのより広範なグループにまとめることができます。
- コラム結晶
- 平面結晶
- 柱状結晶と平面結晶の組み合わせ
- 雪の結晶の凝集
- 雪の結晶
- 氷の結晶の細菌
- 不規則な雪の粒子
- その他の固体沈殿物。
カリフォルニア工科大学の物理学者であるケネス・リブブレヒトは、彼のウェブサイトで雪の結晶形成について書いています。
物語は雲の中で始まり、小さな雲の小滴が最初に凍って小さな氷の粒子になります。 水蒸気が表面で凝縮し始めると、氷の粒子はすぐにファセットを発達させ、小さな六角柱になります。 しばらくの間、成長するにつれてこの単純なファセット形状を保持します。
ただし、結晶が大きくなると、六角形の6つの角から枝が芽を出し始めます（これは、右の図の3番目の段階です）。 大気条件（温度や湿度など）は小さな結晶全体でほぼ一定であるため、6本の出芽アームはすべてほぼ同じ速度で成長します。
結晶が成長する間、結晶は雲の内部に吹き飛ばされるため、温度は時間とともにランダムに変化します。
これらの温度変化は腕をさまざまな形に変形させ、私たちが見る多様な雪片と結晶を与えます。 すべてのアームは同じ変動に耐えるため、対称的に成長できます。 現実には、ほとんどの雪の結晶は不規則です、と彼は書いています。
なぜこの時間を雪片の分類に費やすのですか？ Libbrechtが説明するように、これは実際に結晶がどのように形成されるかの研究です。 そして、その知識は、他の多くのアプリケーションの結晶の作成に適用できます。たとえば、コンピューターや電子機器のシリコンやその他の半導体は結晶で作られています。
さらに、彼らは素晴らしいです。
