FyzWeb  články
Ledové krystalky aneb co dokáže mráz2004-01-11 

Určitě vás už někdy napadlo, jak vznikají krásné ale zároveň i komplikované tvary sněhových vloček a krystalků. Základním prvkem je zde šestičetná (hexagonální) symetrie, jež má původ v uspořádání molekul vody v krystalické mřížce (viz [3]). Při růstu krystalů navíc některé krystalové plošky rostou rychleji a jiné pomaleji, je-li totiž ploška na molekulární úrovni hladší, je pro molekuly vody těžší se na ni usadit. Proto také vznikají sloupcovité nebo destičkovité útvary podle toho, zda hexagonální krystal roste do výšky či do šířky. Růst krystalku také vždy začíná na nějakém krystalizačním jádře, například zrníčku prachu.

Dalším důležitým jevem je difúze, která se uplatňuje při transportu molekul vody ke krystalu. Pokud se na jeho povrchu vytvoří nějaká nepravidelnost (hrbolek), budou se na něm difundující molekuly zachytávat a hrbolek bude narůstat, krystal se bude větvit. Při tvorbě vloček tak spolu soupeří dva procesy: rychlejší růst na určitých krystalových ploškách a vznik nerovností spolu s difúzí. Dlouhá ramena vloček jsou způsobena tím, že rychleji rostoucí rohy krystalu se dostanou do oblasti, kde je vyšší koncentrace vodních par, a jejich růst se tak ještě více urychlí. A protože atmosférické podmínky jsou kolem krystalku téměř identické, rostou ramena skoro stejně rychle a my tak pozorujeme symetrické vločky.

Míra větvení krystalků závisí na tlaku, teplotě (tato závislost ještě není plně vysvětlena) a vlhkosti. Například nižší tlak snižuje vliv difúze a vločky se pak méně větví. Podle kombinace těchto vlivů pak pozorujeme různé jehlice (u malých krystalků či při pomalém růstu), dendrity (stromovité krystalky), dendrity s čepičkami, vločky, či nepravidelné krystalky, jaké kreslí mráz za oknem. Občas jsou pozorovány i neobvyklé trojčetné a dvanáctičetné krystaly.

   


Stránky věnované vločkám a krystalkům vody:

[1] Nádherná stránka věnovaná vločkám a krystalkům: snowcrystals.com

[2] Krásné fotky a klasifikace vloček ze stejné stránky.

[3] Fotografie vloček z elektronového mikroskopu a model uspořádání molekul vody v krystalu.

[4] Zde si můžete nechat narůst vlastní krystal v java apletu, měnit teplotu a sledovat změny v krystalizaci.

[5] Přehledná tabulka různých tvarů krystalků; pozor, autoři neumí převádět mm na palce:)

[6] Další odkazy...

Autorm je Jiří Kvita, foto: Michal Kaska (jehličky), Jiří Kvita (tráva)





Doporučit článek

Od:
Komu:
Antispam: