雪花为什么是六边形（为什么有的雪花五个角）

　　小雪节气已至，
　　近日，大家的社交软件
　　是否都被北方大雪刷屏了呢？
　　今天，
　　让我们一起来探寻雪花的奥秘吧！
　　郊行值雪诗
　　庾信（南北朝）
　　风云俱惨惨，原野共茫茫。
　　雪花开六出，冰珠映九光。
　　还如驱玉马，暂似猎银獐。
　　阵云全不动，寒山无物香。
　　薛君一狐白，唐侯调骕骦。
　　寒关日欲暮，披雪渡河梁。
　　译文：
　　天上的风和云都黯淡了，原野山一片茫茫。六瓣的雪花下了起来，雪光像九光灯一样明丽，还像驱赶着玉马，又像捕猎银獐。云形似兵阵一动也不动，寒冷的山上什么也没有。雪像薛君（孟尝君）的白狐裘和唐侯（春秋时的唐成公）的马一样洁白。寒关的天色将要晚了，我迎着雪走上了桥。
　　读而思
　　雪花开六出，出，花分六瓣的意思，六出即六瓣花。这句话就是说：雪花为六角形，似六瓣形花。
　　两千多年前西汉文帝时代的韩婴就在《韩诗外传》中明确指出了：凡草木花多五出，雪花独六出。直到1611年，德国天文学家刻卜勒才记述雪花是六角形的，这比我国晚一千七百年。
　　雪花是从哪来的？
　　雪花从哪里来？是不是天气寒冷就会降雪呢？当然不是这么简单，有两个必要的条件需要满足：一个是水汽饱和。饱和的空气冷却到露点（空气达到饱和时的温度叫做露点）以下的温度时，空气里就有多余的水汽变成水滴或冰晶雪晶在这些过饱和的大气中孕育。另一个条件是空气里必须有凝结核。凝结核是一些悬浮在空中的固体微粒。如果空气中的凝结核没有达到一定浓度，就只有漫天乌云，却见不到降雪了。
　　雪花为什么大多数是六角形呢？
　　雪花都是由水汽在小冰晶上凝华增大而形成的，六角形状同水汽凝华的结晶习性有关。冰晶属于六方晶体系，它的分子以六角形状占多数。由于冰晶的尖角处位置特别突出，水汽供应接触最充分，所以在六角形状的冰晶棱角上长出一个个新的枝杈，最后就变成了六个花瓣样各种姿态的雪花。
　　六方晶系由四个结晶轴构成，其中三个辅轴在一个基面上，互相以60的角度相交，第四轴（主晶轴）与三个辅轴所形成的基面垂直。当水汽凝华结晶时，倘若主晶轴发育得比另外三个辅轴快，并且延伸很长，那么晶体就会形成柱状；而如果主晶轴发育慢，且很短，那么晶体就形成片状。雪花之所以都是六角形，是因为它沿主晶轴方向晶体生长的速度要比沿三个辅轴方向慢得多。
　　谁决定了雪花的形态？
　　雪花的形态与其所处的气象条件密切相关，特别是温度和湿度。当水汽充足、云中温度下降到5～3时，天空降下的是针状六瓣结晶冰花；当温度降至13～10时，天空降下的是六瓣板状晶体雪花；如果是枝状、星状六瓣晶体雪花，通常需要在18～14温度的范围内了；那种琉璃别致的棱形状晶体雪花，则是在25且水汽处于冰面饱和状态下逐渐形成的。
　　除六角形雪花之外，科学家们还发现了自然界中三角形雪花的存在。为揭开谜底，科学家们在实验室中模拟与自然降雪相似的条件以制造雪花，通过记录各种不同形状的雪花晶体，最终发现，一些三角形雪花晶体仍然有六个边，只是因为它们都由三长三短的六条边构成，所以看上去像三角形。科学家指出，这种情况一般是由于雪花在降落的过程中，微小的尘埃颗粒等杂质会使雪花的某个边缘产生倾侧，在风力作用下，向下倾侧的边缘会生长得更快，从而形成三角形。
　　每一朵雪花是很小的，一般直径为0。53毫米，不过芝麻粒那般大。300010000朵雪花加在一起，也只有1克重。但在极个别情况下，雪花最大的直径能达到10毫米。至于文学作品上所描写的鹅毛大雪，是它们在飘落途中，成百上千朵雪花粘附在一起形成的。小小的雪花，在它们生成增长的过程中，总是在云中不停地运动着，而它周围的水汽条件也在不断地变化，这就使得水汽在冰晶上一会儿沿着这个方向增长，一会儿又沿着那个方向增长，从而形成了各种形态的雪花。有的像一颗银扣，有的像六角形的薄板，有的像一颗闪闪发亮的星星。。。。。。真是形形色色，美不胜收。
　　当今世界上，没有两朵大小、形状一模一样的雪花。不过，万变不离其宗，大多数雪花的基本形状还是六角形。
　　看似很寻常的一件事，背后竟蕴藏着如此深奧的道理，看来大千世界还有无数的奥秘等待人类去发现。
　　在诗词中发现科学知识，
　　在科学中感受诗词之美，
　　《诗说科学》，
　　相约每周二，不见不散
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　　设计FJTL编辑部
　　参考文献：
　　〔1〕《郊行值雪诗》古诗文网〔JOL〕
　　〔2〕《300首经典古诗词中的奇妙科学》同心出版社〔JOL〕200701
　　〔3〕《诗词中的科学》杨罡〔JOL〕北方妇女儿童出版社2019
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