為什麼不存在完全對稱 形狀完全相同的兩片雪花

2022-08-12 13:37:06 字數 7008 閱讀 6670

1樓:蔡美潔

雪花很輕很小。在自然雲中產生的雪花直徑通常只有1.3釐米,小於硬幣的大小。

每下一場大雪,天空中就會飄起數萬億片雪花。這些雪花是什麼樣子的?它們完全對稱嗎?

世界上有兩片看起來完全一樣的雪花嗎?這些都是許多孩子心中的問題。要想知道雪花是否完美,我們需要知道它們是如何形成的。

高空雲層非常寒冷,特別是在寒冷的冬季,距地面幾千米遠的雲層溫度往往低至零下幾十度甚至幾十度。這些雲含有水分子、微小的冰晶和微小的水滴。我們常說0℃是水的冰點,這是不準確的。

事實上,純水不一定在0℃結冰,只有在低於-38℃時才會自動結冰。準確地說,0℃是冰在大氣壓下的熔點.

純淨水在低溫雲中保持液態,雲中充滿了從0℃到-30℃的無數液態水滴,物理學上稱之為過冷水。過冷水只有在遇到雜質(如空氣中的小塵埃或其他冰晶)時才會迅速凝結成冰。雲中的過冷水非常重要。

常見的雨、雪甚至冰雹都需要它的參與才能形成。

小冰晶有一個很高的名字:「鑽石塵」。它是一個六稜鏡形狀的小晶體。

它會像鑽石一樣在陽光下閃閃發光。這與水分子的結合方式有關。水是由氫和氧原子組成的。

由於共享電子關係,兩個氫原子和同一個氧原子形成共價鍵。h-o-h鍵的夾角為106.6°。

當水凝結成冰時,水分子間的氫鍵使其晶體呈六角形結構。

六邊形不是冰的盡頭。空氣中的水分子被這些角吸引,聚集在這些角上形成新的晶體。

2樓:零壹零呀

因為雪花飄下來凝結的時候是不一樣的就不存在完全相同的雪花

3樓:

因為雪花的形成還是很特殊的,所以就很難找到兩個很相同的雪花。

4樓:匿名使用者

這個應該是因為機率實在是太小了,所以才會這麼說的

為什麼世界上沒有兩片完全相同的「雪花」?

5樓:小王發財

自然界中無法形成形狀和大小完全相同且完全對稱的雪花,是由於雪花周圍大氣中的水蒸氣含量不可能上下左右都相同,因此,只要有細微的差別,水蒸氣含量較高的一側總是更快地增長,因此雪花的形狀自然是多樣的。在自然環境中,所有條件都是不一致的,壓力,空氣飽和度和灰塵密度會導致雪花不同。

雪花都是從冰晶生長出來的,在雲裡,當水滴和冰晶相遇,就會吸附在其表面,使它迅速增大。在天空中形成各種冰晶之後,當它們的直徑達到一定大小(超過50微米)時,它們可以克服空氣的浮力並開始下降。而且,隨著它的下降,它繼續增長和變化,結果產生了各種形狀的雪花。

雪花大多是六角形的,因為雪花屬於六方晶系。如果冰晶周圍有更多的水蒸氣,六個角則會迅速生長並形成星形。如果冰晶周圍幾乎沒有水蒸氣,六個角的生長速度就會不如兩個底面的快,這樣就形成了圓柱狀。

如果水蒸氣適中,它將形成薄片。最常見的是從薄片狀變為星形,理想情況下,它是完全對稱的。

如果周圍空氣中的過飽和度較低,冰晶將非常緩慢地生長。如果周圍空氣高度過飽和,冰晶不僅會在生長過程中增大體積,而且形狀也會發生變化。在自然界中,大家幾乎找不到兩個相同的雪花,就像在地球上找不到兩個相同的人一樣。

6樓:wybzd哈哈哈

因為大自然非常的神奇,所以他們在造雪花的時候是每片雪花都不一樣的。

7樓:探索未知

因為每片冰晶周圍水蒸氣含量不同,而且空氣中的其他氣體也能影響它的形成。

雪花是由冰晶形成的,它的形狀受高空氣溫、水蒸氣還有周圍環境的影響,比如氣溫會給結晶表面帶來微妙變化。

雪花的形狀

0℃時,底面水平擴充套件成六邊形。

-5℃時形成針狀。

-5~-10℃時生成正六稜柱體,及側面鏤空的六稜柱體。

-15℃時形成樹枝狀。

-10~-21℃時正六邊形又開始擴充套件,繼而再生成六稜柱體

雪花的形狀是這樣

空氣中水蒸氣含量越多,生成速度越而形狀也越複雜。通常水汽多時0℃左右就能降雪,因此溫度給它帶來的形狀是六邊形。

雪花水蒸氣含量越多形狀越複雜,溫度也能影響雪花的形狀,常見的樹枝狀雪晶往往生成於-15℃左右。但是空氣中的其他氣體也能影響雪花的形成。

8樓:風蜂蜜柚子茶

因為這是自然形成的啊,當然是有細微差別的啊。

9樓:匿名使用者

宇宙之廣,時間之長,無邊無際,總會造出兩片完全相同的雪花。

10樓:鹿凵小童鞋

這個是因為雪花是隨機產生的,所以沒有兩片完全相同的雪花。

為什麼說沒有兩片一模一樣的雪花?

11樓:手機使用者

雪花是水蒸氣在低溫條件下形成的冰的晶體,一開始形成時只會形成簡單的六角形薄片晶體——因為冰屬於六方晶系,這決定了它的六次對稱,而它的z軸生長很慢,這決定了它是薄片。接下來就是一個晶體生長的話題——因為空氣中的水蒸氣充足,因此晶體生長速度非常快。根據結晶學的規律,晶體的角是生長速度最快的,因為三個維度都能堆積成礦分子;其次是稜上,這裡有兩個維度;生長最慢的是晶面上,這裡只能一維生長。

因此在礦物(包括冰的晶體)快速生長,而成礦環境發生突然變化的時候,會發生晶面來不及填充的現象——這在礦物學裡叫做骸晶。雪花是典型的骸晶,它形成於水汽充足而且溫度足夠低的高空,但是隨著雪花的降落過程,它會經歷一系列溫度及溼度的變化,每一次變化都會導致晶體的結晶方式發生變化,而且每片雪花經歷的環境變化都可能有所不同,畢竟雪花飄落的過程本身就是一個巨大的隨機過程。在這個過程裡,雪花雖然一直是按照六方晶系的規則發育,但是不論是晶面發育的不充足程度,還是分支的粗細,以及次級乃至

三、四級分支的發生與否,發生位置,都是隨機發生的,理論上來說雪花的形狀的確是有無窮的可能性的。即便不是雪花,不帶有那麼多的隨機過程,地球上形成的礦物晶體也很少見外形一致的孿生兄弟。就算你找出兩顆巨集觀上看毫無區別的鹽粒(鹽屬於等軸晶系,理想狀態下都會形成最最簡單的立方體),在微觀條件下我們都有可能發現它們存在不同的晶體缺陷。

畢竟雖然鹽粒的數量可以非常巨大,但是組成鹽粒的分子更多。當然你可以把問題限制在巨集觀條件下,考慮到雪花數量巨大,找到兩片差不多的應該也不是沒有可能。不過要完成找到兩片一樣的雪花這個任務,我們要面臨的難題除了結構複雜變數多之外,還有一個巨大的挑戰——記錄、儲存雪花太過困難了,就算你找到了一片看上去差不多的雪花,迎接你的很可能是一個「死無對證」的結果。

tips 1:在高空中雪花剛剛結晶還沒有經歷種種坎坷路程之前,找到一樣的雪花的概率更高。tips 2:

在同一場雪中發現相同雪花的機率應該更大,因為在這批雪花的成長過程中,經歷的環境變化更為相似。採納哦

世界上為什麼沒有一片雪花是相同的?

12樓:

雖然要找到兩片完全一樣的雪花幾乎是不可能的,但是如果我們通過技術手段,只需要在奈米級別讓這兩個雪花一樣,就可以得到巨集觀相同的雪花。

雪花是水蒸氣在低溫條件下形成的冰的晶體,一開始形成時只會形成簡單的六角形薄片晶體——因為冰屬於六方晶系,這決定了它的六次對稱,而它的z軸生長很慢,決定了它的厚度很薄。接下來就是一個晶體生長的話題——因為空氣中的水蒸氣充足,因此晶體生長速度非常快。根據結晶學的規律,晶體的角是生長速度最快的,因為三個維度都能堆積成礦分子。

其次是稜上,這裡有兩個維度;晶面上生長最慢,這裡只能一維生長。因此在礦物(包括冰的晶體)快速生長,而成礦環境發生突然變化的時候,會發生晶面來不及填充的現象——這在礦物學裡叫做骸晶。雪花是典型的骸晶,它形成於水汽充足而且溫度足夠低的高空,但是隨著雪花的降落過程,它會經歷一系列溫度及溼度的變化,每一次變化都會導致晶體的結晶方式發生變化,而且每片雪花經歷的環境變化都可能有所不同,畢竟雪花飄落的過程本身就是一個巨大的隨機過程。

有人曾經解釋到,大少數小雪晶都含有1018個水分子,而且其中的一些水分子的陳列很不尋常。這些不尋常的分子將隨機分散在整個雪晶中,給它一個共同的設計。兩個雪晶具有完全相反陳列的分子的概率是十分十分小的。

13樓:遇見你忘記你

世界上不僅沒有一片相同的雪花,也沒有一批按相同de葉子,實際上世界上存在的都是獨一無二的。

多虧了美國業餘科學家威爾遜·本特利,人們第一次可以看到雪花的超清晰畫面。他是歷史上第一個拍雪花的人。他一生拍了5000張雪花的**。

他的畫開啟了一扇神奇的門,通過它,他進入了一個隱藏了數千年的壯麗雪花世界。通過觀察,他得出了一個著名的結論:世界上沒有兩片雪花是一樣的。

在顯微鏡下,沒有兩片雪花是完全一樣的,就像世界上的二十七億人一樣。也許吧,除了雙胞胎。但嚴格來說,雙胞胎並不完全一樣。

雪花大多是六角形的,旋轉對稱的圖案,由具有化學氫鍵的水分子組成。雖然一般來說,雪花的形成是水分子結合形成六角形旋轉對稱晶體的過程,但並不是說一旦天氣轉冷,空氣中的水蒸氣就會簡單地形成雪花。形成35種不同形狀的雪花。

我們現在使用的大多數手機都是指紋識別。一個人的指紋基本上是我們所有人所獨有的,所以一旦輸入到手機中,預設為開啟密碼,就可以開啟屬於自己的手機。事實上,葉子就像人類的指紋,而它們的葉脈就像它們的生物指紋。

因為每一片葉子生長時的分子排列是不同的,所以葉脈不能完全相同。

雪花,樹葉,人等等都是僅此一個,沒有完全相同的,即使是雙胞胎仔細看都是有不一樣的地方的。所以何況是雪花呢。

14樓:匿名使用者

世界上沒有什麼人是相同的,就像兩片雪花一樣相似卻不 這句話是錯的, 你可以做 出兩片完全本同的樹葉。

15樓:鹹魚的夢想

雪花的形成是一種自然現象,所以說,並沒有完全相同的雪花。

16樓:

幾乎是沒有的,雪花的形狀有千千萬萬種,但是都會有區別的。

17樓:c2百賬號

因為形成的環境多多少少會有一點差異的,所以沒有相同的雪花。

18樓:

正常情況下是沒有一模一樣的雪花,這個是不存在的。

19樓:不羨仙

主要是世界萬物都是不同的沒有完全相同的東西。

20樓:淘淘淘奇

因為世界上所有的事物都是不一樣的,沒有相同的。

21樓:四十隻獅

這個我們也不清楚,可能這就是世界上的神奇之處吧。

22樓:他咯兔卡

這個是因為雪花的構造是千奇百怪的,所以不可能有相同的。

23樓:浪子一個寶寶

每個人都知道那句古老的諺語:世界上沒有兩片完全相同的雪花。但是事實比這更復雜。

世界上為什麼不會有兩片相同的雪花?

24樓:樾玥越躍

因為世界上根本就不存在一模一樣的東西,不僅僅是雪花。

25樓:晚七戀

每個物質的基因都是不一樣的。和樹葉沒有相同的一樣。

26樓:匿名使用者

因為這世界上是沒有所有兩個東西是一模一樣的啊

27樓:可愛娜

「世界上不完全有兩片雪花」引起了全世界網民的驚呼,但科學界如何看待這一事實?簡而言之,當宣告兩個物件有多相似時,此度量很重要。在視覺層面上,用昂貴的實驗室裝置,你可以找到看起來非常相似的雪花。

在分子水平上,兩個完全相同的雪花出現的機率低到天文數字,這被認為是不可能的。

雪花是怎麼形成的?加州理工學院物理系主任、著名雪花攝影師解釋說,在雲層中,雪花周圍環境的微小變化會影響它們的形狀。這是因為這些變化迫使雪花在兩種不同的結晶過程之間切換-分面和分支。

由於冷凍水分子的原子結構,在兩段轉化過程中會產生六面體稜鏡。這些六角形稜柱的形成使雪花具有六面對稱性。

兩片雪花長得像嗎?加州理工學院物理系主任在實驗室裡應用精確控制的溫度和溼度條件,創造出許多「設計師雪花」,甚至可以在一定程度上控制最終形狀。利用這項技術,他生產了他稱之為「同卵雙胞胎」的雪花:

在郵件中告訴我,他把這些看似相似的作品稱為「同卵雙胞胎」,因為和人類雙胞胎一樣,「它們的外形顯然非常相似,但並不完全相同。」雖然看起來質量相似,但一旦你開始尋找越來越小的細節,你會發現差別很大。從視覺上看,在顯微鏡下,你可以說它們基本上是一樣的。

但如果你從分子的角度來看,它們並不完全相同。所以如果你想談論同樣的雪花,你必須定義完全相同的含義。所以可以想象兩片雪花看起來是一樣的,但在分子水平上,這遠不是一樣的。

因此,這兩個雪花之間的「相似性」的概念取決於術語的定義。

什麼意思是一樣的?這兩個物件是否完全相同,是哲學和理論物理學中一個富有歷史意義的問題。許多哲學家認為,同一片雪花的問題毫無意義,因為沒有兩個物體——甚至原子——可以真的是一樣的。

這一術語常被稱為「萊布尼茨定律」,數百年來,萊布尼茨定律一直是一個備受爭議的哲學問題。儘管這一概念適用於任何被認為是物體的物體,但雪花提供了一種很有吸引力的方法來解釋真正無法區分的物體的不可靠性,因為儘管它們都是由水分子組成的,但每一個雪花都會產生極其複雜的圖案。雪花之間的視覺相似性只能在極為可控的實驗室條件下在表面上實現。

因此,我們認為沒有兩片雪花是對的。

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