Кристаллы льда - Ice crystals
Кристаллы льда представляют собой твердый лед, демонстрирующий упорядочение атомов на различных масштабах длины, и включают гексагональные столбцы, гексагональные пластины, дендритные кристаллы и алмазную пыль .
Формирование
Чрезвычайно симметричные формы обусловлены ростом осадконакопления , а именно прямым осаждением водяного пара на кристалл льда. В зависимости от температуры и влажности окружающей среды кристаллы льда могут превращаться из исходной гексагональной призмы в многочисленные симметричные формы. Возможные формы кристаллов льда - столбики, иглы., пластины и дендриты. Если кристалл мигрирует в области с другими условиями окружающей среды, картина роста может измениться, и конечный кристалл может показать смешанные картины. Кристаллы льда имеют тенденцию падать так, чтобы их большая ось была выровнена по горизонтали, и поэтому они видны в сигнатурных поляриметрических метеорологических радиолокаторах с увеличенными (положительными) значениями дифференциальной отражательной способности. Электрификация кристаллов льда может вызвать выравнивание, отличное от горизонтального. Электрифицированные кристаллы льда также хорошо обнаруживаются поляриметрическими метеорологическими радиолокаторами.
Температура и влажность определяют множество различных кристаллических форм. Кристаллы льда ответственны за различные отображения атмосферной оптики.
Ледяные облака состоят из кристаллов льда, наиболее заметными из которых являются перистые облака и ледяной туман . Небольшое побеление ясного голубого неба, вызванное кристаллами льда высоко в тропосфере, может быть признаком приближения погодного фронта (и дождя ), поскольку влажный воздух переносится на высокие уровни и замерзает до кристаллов льда.
Геометрия
При комнатной температуре и давлении молекулы воды имеют V-образную форму. Два атома водорода связаны с атомом кислорода под углом 105 °.
Обычные кристаллы льда симметричны и имеют шестиугольный узор .
Квадратные кристаллы
Квадратные кристаллы льда образуются при комнатной температуре, когда их помещают между двумя слоями графена . Материал представляет собой новую кристаллическую фазу льда, присоединяющуюся к 17 другим. Исследование основано на более раннем открытии того, что водяной пар и жидкая вода могут проходить через ламинированные листы оксида графена , в отличие от более мелких молекул, таких как гелий . Считается, что эффект вызван силой Ван-дер-Ваальса , которая может составлять более 10 000 атмосфер давления.