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    世界上真的不存在兩片完全相同的雪花嗎?

    每一片雪花在落地之前,都在半空中飄飄蕩蕩了許久。在這段漫長的旅途中,它們會與成千上萬億片雪花擦肩而過。據說,世界上不存在兩片完全相同的雪花。但事實真的是這樣嗎?

    為何每片雪花都如此獨特?答案與水蒸氣、溫度和概率有關。 為何每片雪花都如此獨特?答案與水蒸氣、溫度和概率有關。

    新浪科技訊 北京時間12月10日消息,據國外媒體報道,每一片雪花在落地之前,都在半空中飄飄蕩蕩了許久。在這段漫長的旅途中,它們會與成千上萬億片雪花擦肩而過。據說,世界上不存在兩片完全相同的雪花。但事實真的是這樣嗎?

    簡單來說:是的,每一片雪花都不盡相同。在雪花剛開始形成的時候,你也許會找到一些極其相似的雪花;但雪花完全成型之后,每一片的結構都有所不同,盡管有些只是極其細微的角度差別而已。

    要想了解為何雪花的形狀如此獨特,就必須要弄清它們最初是如何形成的。首先,從海洋、河流和湖泊中蒸發的水會以水蒸氣的形式進入大氣中,形成我們見到的云朵。在夏天,這些云朵會在空中慢悠悠地飄過,為地面送去片片陰涼。但到了冬天,情況就不同了。冷空氣會使水蒸氣分子冷卻成細小的液滴,而這些液滴會在周圍的顆粒物(如花粉或塵埃)上凝結起來。這些細小的冰晶就像“嬰兒版”的雪花,不久就會長大成形。

    這些冰晶會在空中飄來飄去,途中不斷與水蒸氣分子相撞。一旦水蒸氣接觸到冰晶,水蒸氣就會直接從氣態變為固態晶體,粘附在最初的雪花晶核上。這一過程會反復發生,使雪花從一粒小得幾乎看不見的晶核,逐漸成長成一片成型的雪花。在條件合適的情況下,這片雪花就會落到地面上。

    但就算知道了這些,還是很難相信世上找不到兩片完全相同的雪花。不過等你讀完下面的內容就會明白,雪花的形成過程可以充分保證自身的獨一無二。

      雖然許多雪花堆在一起時、看上去可能都差不多,但假如將它們分開,就能看出每片雪花都有自己的特點。   雖然許多雪花堆在一起時、看上去可能都差不多,但假如將它們分開,就能看出每片雪花都有自己的特點。

    冰晶剛開始聚集、形成雪花時,形狀看上去都極為相似。這主要是因為水分子中氫原子和氧原子的結合方式導致冰晶的晶格通常呈六邊形。而在這六條邊中,有幾邊可能有些歪歪扭扭。與平滑一致的部位相比,凹凸不平的部位更容易吸引水分子凝聚,逐漸生長出幾條分支。而每一條分支上又會形成更多相同的結構,最終逐漸變成一片纖細精巧、完美對稱的雪花。

    假如雪花在完成最初幾步后便停止生長,我們就會發現更多極其肖似的雪花。但雪花會不斷吸引越來越多的晶體,一層又一層地向外擴展,最終形成獨一無二的圖案。

    就在這些冰晶不斷聚集的過程中,其它“客人”也會加入到這場盛大的“聚會”中。這些“客人”指的主要是環境因素,尤其是濕度和溫度。這兩者是決定雪花是會越長越大、還是會分崩離析的關鍵因素。

    溫度對冰晶的形成與結構有著至關重要的作用。在零下2.8至0攝氏度之間,冰晶會呈現為片狀或棱柱狀,這些都是很典型的六角形雪花結構,只不過人們對它的興趣沒那么大而已。

    溫度如果再降幾度,冰晶就會呈現為針狀。而如果再降低幾度,新長出的冰晶就會變為空心柱狀。在刺骨的嚴寒下,雪花則會變成長有無數分枝的星星狀。

    濕度對雪花的影響也不容小覷。在濕度較低的情況下,形成的雪花形狀往往較平。而濕度較高時,雪花的邊角處則會聚集更多冰晶。

    一片雪花中包含的水分子數量可能多達10的18次方。 一片雪花中包含的水分子數量可能多達10的18次方。

    在寒冷的環境中,只需要增加一些濕度,就可以創造出美得驚人的雪花。它們的結構巧奪天工,如同從天堂降臨人間的藝術品。

    雪花的整體形態也千差萬別。有的非常細小,如同白砂糖;有的則會一層又一層地疊加在一起,形成一片巨大的雪花。例如,1887年降落在美國蒙大拿的一片雪花直徑達38厘米,一舉創下了世界紀錄。

    物理因素和天氣情況決定了雪花的形狀和大小。數學則決定了每一片雪花都獨一無二。

    每片雪花都由大量水分子構成。據估計,一片雪花中所含的水分子可達10的 18次方之多。由于雪花的每一根分支上都會再冒出許多分支,其它晶體可能會通過多種方式加入其中。一些科學家稱,雪花上晶體的可能組合方式數量或多達宇宙中全部原子構成晶體組合數量的兩倍。

    這些數字太過龐大,遠遠超出了我們的理解范圍。但假如上述數學推算真的成立,那么無論是過去、現在還是將來,都不可能出現兩片完全相同的雪花。

    除此之外,還有各種各樣的因素會對雪花的形成造成影響。哪怕溫度和濕度稍有波動,都會改變晶體的構造。塵埃等異物也可能改變晶體的形狀。此外,水分子與已經形成的晶核相撞的角度也很關鍵。

    在地表上空涌動不息的大氣中,所有變量都可謂瞬息萬變。哪怕只是咫尺之隔,情況也可能天差地別,這些因素對晶體和雪花造成的影響遠非人力能夠計量。

    雪花在空中盤旋、飄蕩的過程中,會不斷與其它雪花相撞。一些分支可能會被撞斷,但不久又會長出新的分支,進一步增加了每一片雪花的獨特性。

    總而言之,每一片雪花都是獨一無二的存在。它們纖細小巧、轉瞬即逝,充分證明了我們所在的世界和宇宙是多么奇妙迷人、瞬息萬變。(葉子)

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