雪花為什麼有六稜（雪花為什麼是六角形的）

2023-09-12 06:32:42 1

世界上沒有兩片完全相同的雪花，但它們基本上都有個六稜的「骨架」。想知道為什麼會形成這樣規律的結構就要追溯到雪花誕生之初。

讓我們來到雲端，這裡有密集的小水滴和塵埃，當大氣溫度降低到-6~-15℃，水滴會凝結在塵埃周圍形成一顆小晶核，這就是後來長成雪花的「種子」。就像種子吸收周圍的養分，晶核也開始捕獲附近的水分子。每個水分子都是由1個氧原子和2個夾角104.5°的氫原子構成，在液態或氣態時原本在做著無序運動，但當溫度降低，它們就開始變得遵守秩序，每個水分子都想儘可能多地牽住小夥伴，最後自然排列成六邊形結構。這個六邊形就像花盤，在隨後的分支過程中還會長出「花瓣」。

在分支階段，水蒸氣會在小晶盤各處凝華，但水分子更容易附著在粗糙的地方，因此在邊緣尤其是稜角上凝華更快，逐漸延伸出六個分支。這些大分支上也可能再形成小分支，而且基本都遵循60°的成角規律。當雪花變得足夠大時，就會脫離雲朵「苗床」，讓我們得以欣賞到大自然的傑作。

不同溼度、溫度條件下雪花的形狀 | 圖片來源 Researchgate

實際上，雪花並不只有平面的六角形，不同溼度、溫度、氣壓等條件會將它們塑造成各種新奇模樣。例如，在-5℃左右形成的雪花就可能是柱狀的。另外還有三角形、不規則粒子等形狀。通常空氣溼度越大，雪花的生長就越快，分支也越精細。