Adakah terdapat kepingan salji yang serupa? "Bolehkah kepingan salji sama?"

MOBU "Sekolah Menengah Ruem"

"Bolehkah kepingan salji sama"

(projek)

Dilengkapkan oleh: Alina Pugacheva,

pelajar darjah 2

Ketua: Zakharova A.M.,

guru sekolah rendah

Kampung Ruem, 2013

Saya suka melihat kepingan salji yang jatuh. Saya tertanya-tanya, adakah semua kepingan salji sama? Saya memutuskan untuk bertanya kepada lelaki dalam kelas saya apa pendapat mereka tentang perkara ini.

	Nama penuh pelajar	ya	Tidak
	Azmanova D.
	Apakova V.
	Bogdanov A.
	Entsov A.
	Ivanov A.
	Kudryavtseva P.
	Logacheva T.
	Mamaev E.
	Mansurov K.
	Mikheeva A.
	Sautov D.
	Safiullina O.
	Smolentseva N.
	Sorokin D.
	Stepanenko M.
	Toktaeva D.
	Tumanova V.
Keputusan:

Untuk menjawab soalan ini, saya perlu melihat melalui kesusasteraan saintifik tambahan, carian bahan tambahan di Internet.

Ramai orang mungkin tahu bahawa adalah mustahil untuk mencari sepasang kepingan salji yang serupa dalam alam semula jadi, tetapi mereka boleh menjadi sangat serupa antara satu sama lain. Fenomena ini adalah misteri berabad-abad lamanya yang proses pemodelan komputer telah membantu untuk mendedahkan pada zaman kita.

Buat pertama kalinya, ahli astronomi dan ahli matematik Jerman Johannes Kepler cuba mendekati jawapannya, menulis dalam salah satu risalahnya bahawa semua kepingan salji mempunyai enam muka dan satu paksi simetri. Ahli sains yang hebat mengaitkan struktur ini dengan sifat susunan zarah. andaian beliau menjadi asas kepada ilmu kristalografi.

Seorang lagi ahli falsafah dan ahli matematik, orang Perancis Rene Descartes, mula mengkaji dan menerangkan kepingan salji pada tahun 1635, memerhatikannya dengan mata kasar. Para saintis menyifatkan struktur mereka sama seperti bunga mawar, teratai dan gear mekanikal dengan enam gigi. Descartes juga merupakan orang pertama yang melihat dan menggambarkan kepingan salji dengan 12 sinar. Ia masih dipercayai bahawa kepingan salji berbucu dua belas sangat jarang berlaku; ia tidak diketahui secara pasti dalam keadaan apa pembentukannya.

Pada tahun 1665, naturalis Inggeris Robert Hooke mengkaji kepingan salji di bawah mikroskop. dia menyerahkannya kepada sains bilangan yang besar lakaran. Dan gambar pertama diambil oleh petani Amerika Wheels Bentley. Lelaki ini telah terpesona dengan struktur kepingan salji sejak kecil, dan apabila dia mempunyai peluang, dia menumpukan dirinya untuk memotret mereka. Dia mengambil masa dua tahun untuk mendapatkan gambar pertama. Kamera yang direka oleh Bentley adalah kacukan kamera dan mikroskop. Menariknya, pada mulanya gambar-gambar ini tidak dianggap asli, tetapi beberapa tahun kemudian ia diiktiraf dan berjaya digunakan sebagai ilustrasi untuk pelbagai artikel ilmiah. Pada tahun 1931, Bentley menerbitkan buku Snow Crystals, yang mengandungi lebih daripada 2,500 gambar.

Tetapi orang Jepun mendekati kajian isu itu dengan paling teliti. Profesor Universiti Hokkaido Ukihiro Nakaya mula menanam kepingan salji tiruan pada tahun 1932, yang membolehkannya mencipta klasifikasi pertama kristal salji. serta menentukan pergantungan bentuk dan saiz formasi ini pada suhu dan kelembapan udara sekeliling. Dia mencipta klasifikasi yang mengandungi 41 jenis individu. Di bandar Kaga, yang terletak di barat pulau Honshu, terdapat "Muzium Salji dan Ais," yang dinamakan sempena nama saintis itu. sebuah mesin untuk menghasilkan kepingan salji tiruan disimpan di sana. Bertahun-tahun kemudian, pada tahun 1996, ahli meteorologi Magano dan Xiu Li menerangkan 80 jenis.

Oleh itu, setelah mengkaji kesusasteraan saintifik dan pendidikan mengenai isu ini, mencari di Internet, menonton kepingan salji yang jatuh, saya datang ke kesimpulan bahawa Tidak ada kepingan salji yang serupa, setiap kepingan salji cantik dengan cara tersendiri.

Kepingan salji

Musim sejuk penuh dengan salji

Dari pagi hingga gelap.

Kepingan salji bergulung dan berputar

Di tingkap kami.

Bagaikan bintang berkilauan

bertaburan.

Yang perak bergegas,

Mereka melihat ke dalam rumah.

Kemudian mereka akan meminta anda untuk masuk ke dalam bilik,

Mereka akan lari lagi

Mereka meluru di belakang kaca,

Mereka memanggil saya untuk pergi ke luar.

S.Baruzdin

Sumber yang digunakan:

Adakah kepingan salji sama, atau apa yang tersembunyi dalam air beku? - Mod akses:http://shkolazhizni.ru/archive/0/n-33171/
Puisi tentang salji dan kepingan salji. - Mod akses:http://www.razumniki.ru/stihi_ro_sneg_i_sneginki.html

Jadual kandungan.

pengenalan.

Bab 1.

1.1.Asal usul kepingan salji.

1.2.Adakah terdapat kepingan salji yang serupa?

Bab 2. Eksperimen saya.

Bab 3. Fakta menarik tentang kepingan salji.

4. Kesimpulan.

5. Sumber yang digunakan.

TUJUAN KAJIAN:

mengkaji kepingan salji sebagai fenomena semula jadi yang menakjubkan.

OBJEKTIF KAJIAN :

memerhatikan kepingan salji dalam alam semula jadi;

mengkaji pembentukan kepingan salji;

mengenal pasti kepelbagaian bentuk kepingan salji;

secara eksperimen memerhatikan pembentukan kepingan salji;

mengenal pasti pengetahuan murid tentang kepingan salji.

HIPOTESIS.

Jika air terbentuk apabila kepingan salji cair, maka kepingan salji muncul dari air.

Sekiranya terdapat begitu banyak kepingan salji, maka mesti terdapat sejumlah besar kepingan salji yang serupa dalam alam semula jadi.

SUBJEK PENYELIDIKAN.

kepingan salji

salji

RELEVAN TOPIK. Setiap anak kecil sangat ingin tahu dan semua orang berminat dengan apa, di mana, bagaimana...?

KAEDAH PENYELIDIKAN:

1. Mempelajari literatur tentang kepingan salji.

2. Memotret kepingan salji.

3. Menjalankan eksperimen.

4. Analisis kerja yang dilakukan.

Masa belajar:Januari-Februari2017.

pengenalan.

Saya akan mulakan dengan puisi yang menyentuh, lembut dan mempesonakan tentang kepingan salji.

Kepingan salji.

Kepingan salji putih lembut gebu,

Sungguh suci, sungguh berani!

Jalan yang bergelora dengan mudah melintas,

Tidak ke ketinggian biru - ia meminta untuk mendarat.

Dengan mahir meluncur dalam sinar yang bersinar

Di antara kepingan cair, ia masih putih.

Tetapi kini jalan yang panjang berakhir,

Bintang kristal menyentuh bumi.

Kepingan salji gebu yang berani terletak

Betapa sucinya, betapa putihnya!

(Konstantin Balmont)

Bab 1.

1.1.Asal usul kepingan salji.

ada salji. Kepingan salji berterbangan. Apa yang luar biasa di sini? Musim sejuk baru sahaja tiba. Namun, ini adalah satu lagi keajaiban alam yang ini dunia yang menakjubkan! Kecantikan yang luar biasa, bukan? Ia benar-benar menakjubkan di sekeliling kita. Oleh itu, apabila terdapat salji atau kepingan salji yang berterbangan, anda dan saya sedang memerhatikan bukan sahaja fenomena musim sejuk di bumi, tetapi keajaiban sebenar alam yang patut dikaji.

Kepingan salji ialah struktur simetri kompleks yang terdiri daripada hablur ais. Salji terbentuk apabila titisan air mikroskopik di awan tertarik kepada zarah habuk dan membeku. Hablur ais yang kelihatan jatuh dan tumbuh akibat pemeluwapan lembapan dari udara ke atasnya. Ini menghasilkan bentuk kristal berbucu enam. Dan kepingan salji itu dihantar ke tanah sebagai bintang berbucu enam. Tetapi mereka sampai ke tanah dalam bentuk salji hanya jika suhu di bawah sifar. Jika suhu lebih tinggi, kepingan salji menyejat dan bertukar menjadi wap air, yang naik semula. Atau kristal ini cair dan jatuh ke tanah dalam bentuk hujan atau bijirin. Dan kadang-kadang ia berlaku di atas bumbung bangunan tinggi salji turun, dan di luar sudah pun hujan.

Jenis kepingan salji bergantung pada kandungan air dalam awan tempat ia berasal, suhu udara dan ketinggian di atas paras laut. Walaupun dua "dilahirkan" kepingan salji yang sama, mereka perlu bergerak ke tanah dengan kelajuan lebih kurang 1 km. setiap jam Mereka mendapati diri mereka dalam keadaan suhu yang berbeza dan mencapai tanah dengan corak yang sama sekali berbeza, tetapi sentiasa dalam bentuk heksagon. Para saintis telah dapat mengenal pasti beberapa bentuk utama kepingan salji. Mereka juga diberi nama:

bintang,

pinggan,

lajur,

jarum,

gebu,

landak,

kancing.

Bentuk kepingan salji bergantung pada cuaca.

Pada hari yang sejuk tanpa angin, kepingan salji jatuh dengan perlahan. Mereka besar, berkilat, seperti bintang. Kepingan salji jatuh satu demi satu, jadi ia mudah dilihat.

Dalam fros yang sederhana, kepingan salji kelihatan seperti bola salji - "pelet salji". Dan bila angin kuat"debu salji" akan datang, kerana angin memecah sinar dan tepi kepingan salji.

Apabila tiada fros, kepingan salji yang jatuh ke tanah melekat antara satu sama lain dan membentuk "serpihan salji." Ia besar dan menyerupai kepingan kapas.”

Setiap kepingan salji adalah unik, sama seperti cap jari atau DNA manusia. Tiada kepingan salji yang sama, sama seperti tiada daun yang sama pada pokok, titisan hujan yang sama, atau orang yang serupa.

Tetapi jika kepingan salji adalah kristal, maka mengapa ia putih, ia harus telus? Ini berkat udara (95%) yang terkandung di dalamnya! Cahaya dipantulkan pada permukaan antara kristal dan di udara dan bertaburan. Terima kasih kepada udara, kepingan salji sangat ringan. Walaupun semasa hanyut salji yang sangat lebat, manusia atau haiwan boleh bernafas di bawah salji untuk masa yang lama.

1.2. Adakah terdapat kepingan salji yang serupa?

Adakah terdapat dua kepingan salji yang sama? Tidak! Petani Wilson Bentley membuktikan ini dalam karyanya pada tahun 1885, dialah yang berjaya mengambil gambar pertama kepingan salji di bawah mikroskop. Dan dia mengambil masa 46 tahun untuk melakukan ini!
Sejak zaman kanak-kanak, dia mempelajari bentuk kristal yang jatuh dari langit, yang mana dia menerima nama samaran "Snowflake". Wilson menumpukan seluruh hidupnya untuk mengkaji kepingan salji, secara keseluruhan dia mengambil 5,000 gambar, dan tidak seorang pun daripada mereka menunjukkan kepingan salji berulang.

Salah seorang saintis pertama yang memikirkan tentang struktur salji ialah ahli matematik dan astronomi Jerman Johannes Kepler (1571–1630). Pada tahun 1611, beliau menerbitkan risalah pendek, "Hadiah Tahun Baru, atau pada Kepingan Salji Heksagon," yang boleh dipanggil yang pertama. kerja saintifik khusus untuk kepingan salji.

Bab 2. Penyelidikan.

Saya selalu berfikir bahawa jika air terbentuk selepas salji cair, maka selepas beku titisan air akan berubah menjadi kepingan salji.

Eksperimen 1.

Saya membekukan titisan air, tetapi kepingan salji tidak muncul.Dan itu bermakna , salji tidak kelihatan daripada titisan air. Titisan air boleh menjadi hujan batu, ketulan ais, tetapi bukan kepingan salji.

Eksperimen 2.

Dalam salji, saya keluar dan meletakkan sarung tangan saya di bawah salji. Beberapa kepingan salji jatuh ke atasnya. Saya mula memeriksa mereka melalui kaca pembesar.

DENGAN Nezhinki boleh dilihat dengan jelas hanya apabila mereka jatuh di tapak tangan. Di bawah pengaruh walaupun kuasa kecil, mereka pecah, yang bermaksud kepingan salji sangat rapuh.

Saya menemu bual 40 orang pelajar sekolah rendah.

Berdasarkan keputusan temu bual

35 daripada 40 lelaki mengatakan bahawa kepingan salji diperbuat daripada air;

30 daripada 40 lelaki mendakwa bahawa terdapat kepingan salji yang sama;

Oleh kerana saya sangat menyukai kepingan salji, saya belajar cara memotongnya daripada kertas, mewarna dan melukisnya.

hidup Tahun Baru Saya mempunyai kostum kepingan salji:

Dan juga, ibu bapa saya dan saya teringat bagaimana saya membina rumah daripada bahagian kit pembinaan. Saya mengambil bahagian kecil, tetapi bangunan itu ternyata besar. Alam juga tahu bagaimana untuk membina. Tetapi dia bukan membina rumah, tetapi kepingan salji daripada pembina ais yang luar biasa - daripada kepingan ais yang kecil!

Bab 3. Perkara menarik tentang kepingan salji.

Semasa salji turun pada tahun 1987, kepingan salji rekod dunia dengan diameter 38 cm ditemui di Fort Coy (Montana, Amerika Syarikat).

Lebih separuh penduduk glob Saya tidak pernah melihat salji, kecuali dalam gambar.

hidup Utara Jauh Salji boleh menjadi sangat keras sehingga apabila kapak memukulnya, ia berdering seolah-olah terkena besi.

Di Jepun, saintis memanggil kepingan salji sebagai huruf dari syurga, yang ditulis dalam hieroglif rahsia.

Kesimpulan.

Semasa mengerjakan topik, saya mencapai matlamat saya dan belajar banyak tentang kepingan salji. Dalam proses kajian dan penyelidikan, saya menyelesaikan masalah yang saya tetapkan. Malangnya, hipotesis saya tidak disahkan. Semasa mengerjakan projek itu, saya mengetahui bahawa tiada dua kepingan salji yang sama. Saya juga mengetahui bahawa mereka muncul dari habuk berlian, mereka sentiasa mempunyai pusat, simetri dan heksagon.

Sumber yang digunakan:

Adakah kepingan salji sama, atau apa yang tersembunyi dalam air beku? - Mod akses:http://shkolazhizni.ru/archive/0/n-33171/

Puisi tentang salji dan kepingan salji. - Mod akses:http://www.razumniki.ru/stihi_ro_sneg_i_sneginki.html

Para saintis mengenal pasti dua pilihan untuk pembentukan kristal salji. Dalam kes pertama, wap air dibawa oleh angin ke sangat ketinggian yang lebih besar, di mana suhu sekitar 40° C, tiba-tiba boleh membeku, membentuk hablur ais. Di lapisan bawah awan, di mana air membeku dengan lebih perlahan, kristal tercipta di sekeliling setitik kecil habuk atau zarah tanah. Kristal ini, yang terdapat antara 2 hingga 200 dalam satu kepingan salji, mempunyai bentuk heksagon, jadi kebanyakan kepingan salji adalah bintang berbucu enam.

"Tanah Salji" - ini adalah nama puitis yang dibuat oleh penduduknya untuk Tibet.

Bentuk kepingan salji bergantung kepada banyak faktor: suhu sekeliling, kelembapan, tekanan. Walau bagaimanapun, terdapat 7 jenis kristal utama: plat (jika suhu dalam awan adalah dari -3 hingga 0 ° C), kristal berbentuk bintang, lajur (dari -8 hingga -5 ° C), jarum, dendrit spatial, lajur dengan hujung dan bentuk yang tidak teratur. Perlu diperhatikan bahawa jika kepingan salji berputar semasa ia jatuh, maka bentuknya akan simetri sempurna, tetapi jika ia jatuh ke sisi atau dengan cara lain, maka ia tidak akan berlaku.

Hablur ais adalah heksagon: ia tidak boleh disambungkan dengan sudut - hanya dengan tepi. Oleh itu, sinar dari kepingan salji sentiasa tumbuh dalam enam arah, dan cawangan dari sinar hanya boleh memanjang pada sudut 60 atau 120°.

Sejak 2012, "Hari Salji Sedunia" telah disambut pada Ahad kedua terakhir bulan Januari. Ini telah dimulakan oleh Persekutuan Ski Antarabangsa.

Kepingan salji kelihatan putih kerana udara yang terkandung di dalamnya: cahaya dengan frekuensi yang berbeza dipantulkan pada tepi antara kristal dan bertaburan. Saiz kepingan salji biasa adalah kira-kira 5 mm diameter, dan jisimnya ialah 0.004 g.

Apabila menjaringkan filem "Alexander Nevsky," keriut salji diperolehi dengan memerah campuran gula dan garam.

Adalah dipercayai bahawa tidak ada dua kepingan salji yang serupa. Ini pertama kali dibuktikan pada tahun 1885, apabila petani Amerika Wilson Bentley mengambil gambar pertama kepingan salji yang berjaya di bawah mikroskop. Dia menumpukan 46 tahun untuk ini dan mengambil lebih daripada 5,000 gambar, berdasarkan teori itu disahkan.

Perintis kajian "teori salji" ialah petani muda Wilson Alison Bentley, yang digelar "Snowflake". Sejak kecil, dia tertarik dengan bentuk kristal luar biasa yang jatuh dari langit. dalam dia kampung halaman Di Jericho, di utara Amerika Syarikat, salji turun adalah perkara biasa, dan Wilson muda menghabiskan banyak masa di luar untuk mempelajari kepingan salji.

Whislon "Snowflakes" Bentley

Bentley menyesuaikan kamera ke mikroskop yang diberikan ibunya pada hari jadinya yang ke-15 dan cuba menangkap kepingan salji. Tetapi ia mengambil masa hampir lima tahun untuk meningkatkan teknologi - hanya pada 15 Januari 1885, imej pertama yang jelas diperolehi.

Sepanjang hidupnya, Wilson memotret 5,000 kepingan salji yang berbeza. Dia tidak pernah berhenti mengagumi keindahan karya miniatur alam ini. Untuk mendapatkan karya agungnya, Bentley bekerja dengannya suhu bawah sifar, meletakkan setiap keseluruhan kepingan salji yang terdapat pada latar belakang hitam.

Karya Wilson telah mendapat pujian tinggi oleh kedua-dua saintis dan artis. Beliau sering dijemput untuk berucap di persidangan ilmiah atau siarkan foto dalam galeri seni. Malangnya, Bentley meninggal dunia pada usia 65 tahun akibat radang paru-paru, tidak pernah membuktikan bahawa tidak ada dua kepingan salji yang serupa.

Baton "teori salji" telah diambil seratus tahun kemudian oleh seorang penyelidik Pusat Negara Penyelidikan Atmosfera Nancy Knight. Dalam makalah yang diterbitkan pada tahun 1988, dia membuktikan kenyataan yang bertentangan - kepingan salji yang serupa boleh dan harus wujud!

Dr Knight cuba menghasilkan semula proses membina kepingan salji di dalamnya keadaan makmal. Untuk melakukan ini, dia menanam beberapa kristal air, menundukkannya kepada proses supercooling dan supersaturation yang sama. Hasil daripada eksperimennya, dia berjaya memperoleh kepingan salji yang sama persis antara satu sama lain.

Selanjutnya pemerhatian lapangan dan pemprosesan ralat eksperimen membenarkan Nancy Knight mendakwa bahawa kejadian kepingan salji yang serupa adalah mungkin dan hanya ditentukan oleh teori kebarangkalian. Setelah menyusun katalog perbandingan kristal cakerawala, Knight membuat kesimpulan bahawa kepingan salji mempunyai 100 tanda perbezaan. Jadi, jumlah kuantiti pilihan penampilan ialah 100! mereka. hampir 10 hingga kuasa ke-158.

Nombor yang terhasil adalah dua kali lebih besar daripada bilangan atom di Alam Semesta! Tetapi ini tidak bermakna bahawa kebetulan adalah mustahil sepenuhnya, Dr Knight menyimpulkan dalam karyanya.

Dan sekarang - penyelidikan baru mengenai "teori salji". Baru-baru ini, seorang profesor fizik Universiti California Kenneth Libbrecht mengumumkan hasil penyelidikan bertahun-tahun oleh kumpulan saintifiknya. "Jika anda melihat dua kepingan salji yang sama, ia masih berbeza!" - kata profesor.

Libbrecht membuktikan bahawa dalam komposisi molekul salji, untuk kira-kira setiap lima ratus atom oksigen dengan jisim 16 g/mol, terdapat satu atom dengan jisim 18 g/mol. Struktur ikatan molekul dengan atom sedemikian adalah seperti yang dicadangkan tak terkira pilihan untuk sambungan dalam kekisi kristal. Dalam erti kata lain, jika dua kepingan salji benar-benar kelihatan sama, maka identiti mereka masih perlu disahkan pada tahap mikroskopik.

Mempelajari sifat salji (dan, khususnya, kepingan salji) bukanlah permainan kanak-kanak. Pengetahuan tentang sifat salji dan awan salji sangat penting semasa meneroka perubahan iklim. Dan beberapa sifat ais yang luar biasa dan belum diterokai mungkin dapat digunakan secara praktikal.

Pernahkah anda mendengar frasa "kepingan salji ini istimewa", kata mereka, kerana biasanya terdapat banyak dan semuanya cantik, unik dan memukau jika anda perhatikan dengan teliti. Pepatah lama mengatakan bahawa tidak ada dua kepingan salji yang serupa, tetapi adakah itu benar? Bagaimana anda boleh mengisytiharkan ini tanpa melihat semua kepingan salji yang jatuh dan jatuh? Tiba-tiba kepingan salji di suatu tempat di Moscow tidak berbeza dengan kepingan salji di suatu tempat di Alps.

Untuk mempertimbangkan isu ini dengan titik saintifik Dari segi perspektif, kita perlu tahu bagaimana emping salji dilahirkan dan apakah kebarangkalian (atau kebarangkalian) dua yang serupa akan dilahirkan.

Kepingan salji ditangkap menggunakan mikroskop optik konvensional

Kepingan salji, pada terasnya, hanyalah molekul air yang mengikat bersama dalam konfigurasi pepejal tertentu. Kebanyakan konfigurasi ini mempunyai beberapa jenis simetri heksagon; ini ada kaitan dengan bagaimana molekul air dengan sudut ikatan tertentu - yang ditentukan oleh fizik atom oksigen, dua atom hidrogen dan daya elektromagnet- boleh berkomunikasi antara satu sama lain. Hablur salji mikroskopik yang paling mudah yang boleh diperiksa di bawah mikroskop ialah saiz satu persejuta meter (1 mikron) dan boleh menjadi bentuk yang sangat mudah, contohnya, plat kristal heksagon. Lebarnya adalah kira-kira 10,000 atom, dan terdapat banyak lagi seperti itu.

Menurut Guinness Book of World Records, Nancy Knight dari Pusat Penyelidikan Atmosfera Kebangsaan secara kebetulan menemui dua kepingan salji yang sama semasa memeriksa kristal salji semasa ribut salji di Wisconsin sambil membawa mikroskop. Tetapi apabila wakil memperakui dua kepingan salji sebagai serupa, mereka hanya boleh bermakna bahawa kepingan salji adalah sama untuk ketepatan mikroskop; apabila fizik memerlukan dua perkara yang sama, ia mestilah sama hingga ke zarah subatom. Yang bermaksud:

anda memerlukan zarah yang sama,
dalam konfigurasi yang sama
dengan sambungan yang sama
dalam dua sistem makroskopik yang berbeza sama sekali.

Mari lihat bagaimana ini boleh diatur.

Satu molekul air ialah satu atom oksigen dan dua atom hidrogen yang terikat bersama. Apabila molekul air beku mengikat bersama, setiap molekul mendapat empat molekul lain yang ditambat berdekatan: satu pada setiap bucu tetrahedral di atas setiap molekul individu. Ini menyebabkan molekul air membentuk bentuk kekisi: heksagon (atau heksagon) kekisi kristal. Tetapi "kiub" ais yang besar, seperti yang terdapat dalam deposit kuarza, sangat jarang berlaku. Apabila anda melihat ke dalam skala dan konfigurasi terkecil, anda mendapati bahawa satah atas dan bawah kekisi ini dibungkus dan disambungkan dengan sangat rapat: anda mempunyai "tepi rata" pada dua sisi. Molekul-molekul pada bahagian yang tinggal lebih terbuka, dan molekul air tambahan mengikatnya secara lebih rawak. Khususnya, sudut heksagon mempunyai paling banyak ikatan yang lemah, jadi kita memerhatikan simetri enam kali ganda dalam pertumbuhan kristal.

Struktur baharu kemudiannya berkembang dalam corak simetri yang sama, meningkat dalam asimetri heksagon apabila ia mencapai saiz tertentu. Kristal salji yang besar dan kompleks mempunyai ratusan ciri yang mudah dibezakan apabila dilihat di bawah mikroskop. Beratus-ratus ciri adalah antara kira-kira 1,019 molekul air yang membentuk kepingan salji biasa, menurut Charles Knight dari Pusat Penyelidikan Atmosfera Kebangsaan. Untuk setiap fungsi ini terdapat berjuta-juta tempat yang mungkin di mana cawangan baru boleh terbentuk. Berapa banyakkah ciri baharu sebegitu yang boleh dibentuk oleh kepingan salji tanpa menjadi satu daripada banyak?

Setiap tahun, kira-kira 1015 (kuadrillion) meter padu salji jatuh ke atas tanah di seluruh dunia, dan setiap meter padu mengandungi kira-kira beberapa bilion (109) kepingan salji individu. Memandangkan Bumi telah wujud selama kira-kira 4.5 bilion tahun, 1,034 kepingan salji telah jatuh di planet ini sepanjang sejarah. Dan adakah anda tahu, dari sudut statistik, berapa banyak individu, unik, ciri percabangan simetri yang boleh dimiliki oleh kepingan salji dan mengharapkan untuk mempunyai kembar pada satu ketika dalam sejarah Bumi? Hanya lima. Manakala kepingan salji asli yang besar dan asli biasanya mempunyai ratusan daripadanya.

Walaupun pada tahap satu milimeter dalam kepingan salji, anda boleh melihat ketidaksempurnaan yang sukar untuk ditiru

Dan hanya pada tahap yang paling biasa anda boleh tersilap melihat dua kepingan salji yang sama. Dan jika anda sudah bersedia untuk turun tahap molekul, keadaan akan menjadi lebih teruk. Biasanya, oksigen mempunyai 8 proton dan 8 neutron, manakala atom hidrogen mempunyai 1 proton dan 0 neutron. Tetapi 1 daripada 500 atom oksigen mempunyai 10 neutron, 1 daripada 5000 atom hidrogen mempunyai 1 neutron, bukan 0. Walaupun anda membentuk hablur salji heksagon yang sempurna, dan 1034 hablur salji telah dikira dalam keseluruhan sejarah planet Bumi, ia akan cukup untuk jatuh ke saiz beberapa ribu molekul (kurang daripada panjang cahaya yang boleh dilihat) untuk mencari struktur unik yang tidak pernah dilihat oleh planet ini sebelum ini.

Tetapi jika anda mengabaikan perbezaan atom dan molekul dan meninggalkan "semula jadi", anda mempunyai peluang. Penyelidik kepingan salji Kenneth Libbrecht dari California Institut Teknologi telah membangunkan teknik untuk mencipta "kembar seiras" tiruan kepingan salji dan memotretnya menggunakan mikroskop khas yang dipanggil SnowMaster 9000.

Walau bagaimanapun, banyak kepingan salji adalah serupa antara satu sama lain. Tetapi jika anda mencari kepingan salji yang benar-benar serupa pada tahap struktur, molekul atau atom, alam semula jadi tidak akan memberikan anda itu. Jumlah kemungkinan ini hebat bukan sahaja untuk sejarah Bumi, tetapi juga untuk sejarah Alam Semesta. Jika anda ingin mengetahui berapa banyak planet yang anda perlukan untuk mendapatkan dua kepingan salji yang sama sepanjang 13.8 bilion tahun sejarah alam semesta, jawapannya adalah pada susunan 101000000000000000000000000. Memandangkan terdapat hanya 1080 atom dalam alam semesta yang boleh diperhatikan, ini adalah sangat berbeza dengan alam semesta yang boleh diperhatikan. . Jadi ya, kepingan salji benar-benar unik. Dan itu meletakkannya secara sederhana.