雪花是怎么形成的 二年级问题 雪花是怎么形成的
2022年11月30日 ， 吉林省吉林市 ， 玻璃上结出的冰霜窗花 。视觉中国供图（资料图片）
仰望天空，不知是谁最先看见了漫天冰晶的美妙，冰晶在地球上亿年的演变过程中又见证过多少时光秘密？水是生命之源，冰乃固态之水，人类在地球乃至其他星球上孜孜不倦地探索着水的各种形态，试着从大气、云层、冰川、河流、雪花中求索这些自然的奥秘 。
关于水和冰的研究，几乎贯穿了整个自然科学的发展史 。古希腊哲学家认为，世界是由水、土、气、火四元素组成，四元素说承认了世界的物质性，是早期人类认识世界的一大步 。近代以来 ， 人们开始了对水和冰的科学研究：拉瓦锡通过燃烧实验发现了水由氢元素和氧元素组成；化学家莱纳斯·鲍林基于摩尔和温梅尔提出的氢键说法，进一步指出水分子之间有弱于范德瓦尔斯键的氢键相连，形成不同的氢键网络；布拉格通过X射线衍射数据推导了冰的晶体结构；伯纳尔和福勒根据冰的晶体学模型进一步给出水分子组装成冰的“冰法则” ， 指出水分子组成四面体的基本单元后通过氢键组装成晶体结构 。随着一个多世纪的晶体学的发展，迄今已有超过17种冰晶结构和3种非晶冰结构被发现或报道 。
科学的发展并不是一团和气的，好在基于广泛争议求索得到的答案 ， 是禁得住历史考验的 。最近 ， 我们的科学家就解决掉了关于冰的一个争议已久的谜团：中国科学院物理研究所白雪冬课题组团队通过发展一种低损伤、高分辨的原位透射电镜技术，成功实现了在水分子分辨水平观测冰的形核生长过程 。具体是将电镜样品杆上的石墨烯作为冷盘 ， 经过液氮降温冷却到零下170摄氏度，实时观测镜筒中残存的水蒸气在冷盘上的凝结过程，不仅捕捉到了水冷凝成冰的复杂过程，还发现了一种特殊的结构——立方冰 。
前文提到科学界已发现了多种冰晶，它们按照被发现时间依次用拉丁数字排序 。其中冰Ⅰ就是我们常见的雪花冰晶 。雪花里的“花”字体现了我们对冰晶的美达成的共识 。如果你细心观察，可以发现雪花大多具有明显的六重对称性，这是因为冰Ⅰ具有一种六角密堆积结构，这种结构的晶体在生长的时候，六个棱面和上下两个台面是最稳定的，因此大概率会长成六角形，这种冰也被称为“六角冰” 。这种早在千年之前就古今共赏的六角冰晶，通过诗人们的落笔生花留下了数不尽的倩影 。但我们目到之处，所见皆是六角冰吗？所有的冰云、冰川、雪中都是六角冰吗？
【雪花是怎么形成的 二年级问题 雪花是怎么形成的】在1629年3月的一天，学者夏伊纳在浮云遮日时抬头一看，发现太阳上笼罩着一个28°左右的日晕环 。它很特殊，因为常见的日晕环是22°的 。之后大家称这种特殊的日晕为夏伊纳晕 。此后近四百年间，大约有6次关于这种不常见日晕的记载 。和水对光的折射产生彩虹一样，冰晶本身作为一种晶体棱镜，对光同样也会产生折射 ， 在作为自然光光源的太阳周围形成一个光圈 。光圈的角度与折射晶体的表面夹角相关 。因此冰层中常见的具有六棱柱形貌的六角冰，会给太阳或者月亮制作一个22°的光圈 。那28°的光圈是不是暗示我们冰层中存在着其他晶相的冰晶呢？1981年 ， 学者惠利根据晶体折射角度首次提出：一个金刚石结构特有的八面体晶体对光折射形成的就是这个光圈 。也就是说，冰层中可能有金刚石结构的冰晶，即自然界中有立方冰？
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