Kryształ lodu
Kryształek lodu jest makroskopową, krystaliczną formą lodu.
Kryształki lodu mogą występować w różnorodnej postaci, m.in. jako sześciokątne płytki, sześciokątne kolumny (kryształy ołówkowe), kryształy rozgałęzione (dendryty), igły lodowe, i inne. Pierwsze fotografie kryształów lodu zostały zrobione przez Wilsona Bentleya.
Woda w temperaturze powyżej około -80 °C krystalizuje w heksagonalnym układzie krystalograficznym tworząc lód zwanym Ih (jeden h). Powoli narastające monokryształy tworzą graniastosłupy sześciokątne, którego ściany boczne tworzą kąt 120° (zewnętrzny 60°), podstawy graniastosłupa są prostopadłe do ścian bocznych. Lód o stukturze Ih jest główną formą lodu w ziemskiej biosferze. W niższej temperaturze para wodna krystalizuje do metastabilnego lodu w układzie regularnym (Ic), kryształy tego rodzaju lodu są prostopadłościanami.
Spis treści |
Kryształy płytkowe i kolumnowe [edytuj]
Przy małym ciśnieniu parcjalnym pary wodnej w powietrzu kryształki lodu rosną wolno i są monokryształami o kształcie graniastosłupa sześciokątnego. Kryształki przybierają formę sześciokątnych płytek, albo kolumn. W temperaturze około -2 °C rosną kryształy w postaci cienkich płytek, natomiast pobliżu -5 °C pojawiają się kolumny i smukłe igły. Płytki ponownie tworzą pobliżu -15 °C, a kolumny i płytki tworzą się około -30 °C.
Morfologia kryształków lodowych [edytuj]
Przy bardzo niskim ciśnieniu pary wodnej w powietrzu powstają kryształy o płaskich powierzchniach w miarę wzrostu stężenia pary wodnej w powietrzu zwiększa się ilość wad na powierzchni kryształów. Są to głownie niedopełnienia powierzchni oraz szybszy rozrost w pobliżu krawędzi, przy dużej zawartości pary wodnej w powietrzu pojawiają się o większej zawartości wody są mają coraz więcej nierówności na powierzchni, przy jeszcze większej zawartości pary wodnej w atmosferze zaczyna dominować krystalizacja poprzez tworzenie dendrytów w postaci igłowych odgałęzień i gwiazdek dendryty) – popularnie zwane śnieżynkami[1].
W niskiej temperaturze krystalizacji tworzą się kryształy, których ściany boczne są na przemian duże i małe tworząc graniastosłupy podstawie prawie trójkątnej.
Kryształy w polarnych chmurach stratosferycznych tworzą się właśnie w niskich temperaturach, dlatego pewne zjawiska optyczne, takie jak np. Łuk Kerna, występują dzięki obecności kryształów o podstawie prawie trójkątnej.
Śnieżynki [edytuj]
Wzrost kryształków lodu zależy od temperatury i stężenia pary wodnej. Mimo że kryształy tworzą się zazwyczaj jako proste kryształy lodu, to spadając w różnych warunkach temperatury i wilgotności tworzą różnokształtne kryształy rozgałęzione (dendryty) – popularnie zwane śnieżynkami. Dlaczego śnieżynki tworzą tak wiele i jak zmienia się z temperaturą nie jest do końca wyjaśnione. Wzrost zależy od tego, jak cząsteczki pary wodnej wprowadzane są do spadających w wilgotnym powietrzu kryształów lodu[1].
Zobacz też [edytuj]
Przypisy
- ↑ 1,0 1,1 Kenneth G. Libbrecht: A Snowflake Primer. Caltech. [dostęp 2012-10-21].
Bibliografia [edytuj]
- Bentley, W.A. and W.J. Humphreys. Snow Crystals. New York, McGraw-Hill Book Co., 1931. 227p.
