你有没有看过一片雪花，想知道它是怎么形成的，或者为什么它看起来和你可能见过的其他雪不一样？雪花是水冰的一种特殊形式。雪花形成于云层中，云层由水蒸气组成。当温度为32°F（0°C）或更低时，水从液态变为冰。有几个因素影响雪花的形成。温度、气流和湿度都会影响形状和尺寸。污垢和灰尘颗粒会混入水中，影响晶体重量和耐久性。灰尘颗粒使雪花变得更重，会导致晶体破裂，使其更容易融化。雪花的形成是一个动态的过程。雪花可能会遇到许多不同的环境条件，有时会融化，有时会导致生长，总是会改变其结构。

主要收获：雪花问题

• 雪花是一种水晶体，当外面很冷时，它会作为降水落下。然而，有时当温度略高于水的冰点时会下雪，有时当温度低于冰点时会下冻雨。
• 雪花有各种各样的形状。形状取决于温度。
• 两片雪花在肉眼看来是一样的，但在分子水平上是不同的。
• 雪看起来是白色的，因为雪花散射光线。在昏暗的光线下，雪呈现淡蓝色，这是大量水的颜色。

什么是常见雪花形状(common snowflake shapes)？

如果你画一片雪花，你可能会画出熟悉的六边形。然而，雪花实际上有多种形状，这取决于温度和它们形成的地方。一般来说，六边六边形晶体是在高空形成的；针状或扁平的六面晶体在中等高度的云中形成，而在低云中形成了各种各样的六面晶体。较低的温度会产生在晶体侧面具有更锋利尖端的雪花，并可能导致雪花臂（树突）的分支。在温暖条件下生长的雪花生长得更慢，从而形成更平滑、更不复杂的形状。

• 32-25°F-薄六角板
• 25-21°F-打捆针
• 21-14°F-空心柱
• 14-10°F-扇形板（带凹痕的六边形）
• 10-3°F-树枝晶（花边六边形）

为什么雪花是对称的（两边都一样）？

首先，并非所有的雪花在各个方面都是一样的。不均匀的温度、灰尘的存在和其他因素可能导致雪花不均匀。然而，许多雪花确实是对称而复杂的。这是因为雪花的形状反映了水分子的内部顺序。固态水分子，如冰雪中的水分子，彼此之间形成弱键（称为氢键）。这些有序排列形成了对称的六边形雪花。在结晶过程中，水分子排列成一条直线，以使吸引力最大化，排斥力最小化。因此，水分子以预定的空间和特定的排列方式排列。水分子只是简单地排列自己以适应空间并保持对称。

没有两片雪花是相同的，这是真的吗？

是和否。没有两片雪花是完全相同的，具体到水分子的精确数量、电子的自旋、氢和氧的同位素丰度等。另一方面，两片雪花可能看起来完全相同，任何给定的雪花在历史上的某个时刻都可能有很好的匹配。由于影响雪花结构的因素很多，而且雪花的结构随着环境条件的变化而不断变化，因此不可能有人看到两片完全相同的雪花。

如果水和冰是透明的，那么为什么雪看起来是白色的呢？

简单的回答是，雪花有如此多的光反射面，它们将光散射成所有颜色，因此雪看起来是白色的。更长的答案与人眼感知颜色的方式有关。即使光源可能不是真正的“白光”（例如，阳光、荧光灯和白炽灯都有特定的颜色），人脑也会对光源进行补偿。因此，即使阳光是黄色的，而雪的散射光是黄色的，大脑也会将雪视为白色，因为大脑接收到的整个图像都有一种自动减去的黄色色调。

来源

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