На uCrazy 15 лет 22 дня
Мистическая симметрия: разгадка тайны утверждения о неповторимости каждой снежинки
В 1880 году в городе Иерихо, который не следует путать с библейским, а находится в штате Вермонт, США, жил мальчик по имени Вилли Бентли, сын фермера. Он был чрезвычайно любопытен, и неудивительно, что на день рождения его мама подарила ему подержанный микроскоп.
Вилли полюбил свой микроскоп. В следующие несколько лет он регулярно укладывал различные предметы под объектив и делал детальные наброски всего, что попадалось под руку: листья растений, пыльцу цветов, травинки, камешки, песок, насекомых, птичьи перья, волосы... В один зимний день он случайно запечатлел снежинку на предметном стекле микроскопа и успел рассмотреть ее в окуляре, пока она не растаяла. То, что он увидел, изменило всю его будущую жизнь.
Уилсон Бентли за работой
Неизвестно, что и как он говорил отцу, чтобы уговорить того купить фотоаппарат – в те времена вещь очень дорогую! И потянулись бесконечные опыты. Фотографии долго не получались – вы попробуйте сфотографировать отдельную снежинку даже на современный фотоаппарат (или смартфон), и быстро убедитесь, что это совсем не так просто, как кажется! А у Вилли Бентли был громоздкий старинный фотоаппарат «гармошкой»... Просто представьте себе, какая это была адски трудная работа!
Однако Вилли трудности не останавливали. Он перенёс всё своё оборудование в неотапливаемую пристройку к ферме, придумал «ловить» снежинки на лист чёрного бархата – для лучшего контраста – и, наконец, у него начали получаться фотографии! И не просто фотографии – Уилсон Бентли (к тому времени уже не мальчик, а юноша) завёл специальный блокнот, в котором тщательно записывал погодные условия, при которых образовалась та или иная снежинка – температуру, влажность, направление ветра. Изо дня в день, из года в год!
Этим он прозанимался сорок шесть лет подряд, до самой своей смерти в 1931 году (умер он, кстати, простудившись во время очередной «охоты за снежинками»).
За свою жизнь Бентли сделал тысячи фотографий снежинок. Уже после смерти исследователя была издана книга «Снежные Кристаллы», в которой были опубликованы 2500 самых лучших его снимков. Именно Уилсон Бентли одним из первых не просто сказал, а доказал огромным собранным материалом, что «в природе не существует двух одинаковых снежинок».
А знаете ли вы, почему снежинки имеют такую удивительно красивую симметричную форму с шестью лучами? Дело в том, что каждая молекула воды состоит из атома кислорода (O) и двух атомов водорода (H), соединённых вот в такую конструкцию:
В капле воды молекулы движутся свободно, но при замерзании они начинают цепляться друг за друга, образуя шестиугольную (гексагональную) кристаллическую решётку: водородные связи «притягивают» атомы соседних молекул друг к другу, и так образуется правильная шестиугольная «решётка». Рождается маленький плоский шестиугольный кристаллик – «зародыш» будущей снежинки.
Что же происходит дальше? А дальше на вершинах и гранях этого шестиугольника, в свою очередь, начинают расти новые кристаллики льда – тоже шестиугольные, только ещё более мелкие! Поскольку вершины и грани кристалла одинаковые, новые растущие кристаллики тоже получаются практически идентичными (отличия, конечно же, есть, но очень-очень небольшие). А на этих кристалликах начинают нарастать, в свою очередь, ещё более мелкие кристаллики льда – и так может продолжаться очень долго!
В зависимости от погодных условий шестигранные кристаллики могут быть и большими, и маленькими, и плоскими, и вытянутыми, и «столбиками», и «иголочками», и «лезвиями» – и в результате на свет появляется уже полноценная уникальная снежинка.
«Мною, без преувеличения, овладело огромное желание показать людям хотя бы часть этой чудесной красоты» – писал Бентли в своих воспоминаниях. И у него это прекрасно получилось! А всё началось с того, что мама подарила мальчику на день рождения микроскоп...
Однако Вилли трудности не останавливали. Он перенёс всё своё оборудование в неотапливаемую пристройку к ферме, придумал «ловить» снежинки на лист чёрного бархата – для лучшего контраста – и, наконец, у него начали получаться фотографии! И не просто фотографии – Уилсон Бентли (к тому времени уже не мальчик, а юноша) завёл специальный блокнот, в котором тщательно записывал погодные условия, при которых образовалась та или иная снежинка – температуру, влажность, направление ветра. Изо дня в день, из года в год!
Этим он прозанимался сорок шесть лет подряд, до самой своей смерти в 1931 году (умер он, кстати, простудившись во время очередной «охоты за снежинками»).
Уилсон Бентли
За свою жизнь Бентли сделал тысячи фотографий снежинок. Уже после смерти исследователя была издана книга «Снежные Кристаллы», в которой были опубликованы 2500 самых лучших его снимков. Именно Уилсон Бентли одним из первых не просто сказал, а доказал огромным собранным материалом, что «в природе не существует двух одинаковых снежинок».
Попробуйте найти две одинаковые!
А знаете ли вы, почему снежинки имеют такую удивительно красивую симметричную форму с шестью лучами? Дело в том, что каждая молекула воды состоит из атома кислорода (O) и двух атомов водорода (H), соединённых вот в такую конструкцию:
Схематическое изображение молекулы воды
В капле воды молекулы движутся свободно, но при замерзании они начинают цепляться друг за друга, образуя шестиугольную (гексагональную) кристаллическую решётку: водородные связи «притягивают» атомы соседних молекул друг к другу, и так образуется правильная шестиугольная «решётка». Рождается маленький плоский шестиугольный кристаллик – «зародыш» будущей снежинки.
Так возникает структура ледяного кристалла
Что же происходит дальше? А дальше на вершинах и гранях этого шестиугольника, в свою очередь, начинают расти новые кристаллики льда – тоже шестиугольные, только ещё более мелкие! Поскольку вершины и грани кристалла одинаковые, новые растущие кристаллики тоже получаются практически идентичными (отличия, конечно же, есть, но очень-очень небольшие). А на этих кристалликах начинают нарастать, в свою очередь, ещё более мелкие кристаллики льда – и так может продолжаться очень долго!
Примерная схема образования снежинки из шестиугольного кристалла
В зависимости от погодных условий шестигранные кристаллики могут быть и большими, и маленькими, и плоскими, и вытянутыми, и «столбиками», и «иголочками», и «лезвиями» – и в результате на свет появляется уже полноценная уникальная снежинка.
Разнообразие форм ледяных кристаллов в зависимости от погодных условий
«Мною, без преувеличения, овладело огромное желание показать людям хотя бы часть этой чудесной красоты» – писал Бентли в своих воспоминаниях. И у него это прекрасно получилось! А всё началось с того, что мама подарила мальчику на день рождения микроскоп...
Комментарии1
