Цасан ширхгүүд яагаад өөр өөр хэлбэртэй байдаг вэ? Цасан ширхгийн тухай бүх үнэн Сонирхолтой!? Дарна уу. Яагаад бүх цасан ширхгүүд маш хачирхалтай байдаг вэ - тэд бүгд зургаан өнцөгт хэлбэртэй байдаг

Газрын гадаргаас дээш өндөрт 0-ээс 40 градусын температурт тэд маш хурдан мөсөн талст болж хувирдаг. Гадаргуу руу ойртох тусам температур аажмаар нэмэгдэж, удааширч, шинэ талстууд түүний орой дээр бэхлэгддэг. Талстууд ургаж, туяа, эсвэл туяаны мөчрүүдийг сунгаж, цасан ширхгүүд болж хувирна. Цасан ширхгүүд бүр өөр өөрийн гэсэн өвөрмөц хээтэй, өөр өөр төрдөг.

Процесс яг яаж явагдах нь чийгшил, температур, даралт, цасан ширхгийн анхны хэлбэрээс хамаарна. Параметрүүдийн өчүүхэн хэлбэлзэл нь цасан ширхгийн өсөлтийн чиглэлийг эрс өөрчилдөг. Ийм учраас адилхан цасан ширхгүүд байхгүй болно.

Цасан ширхгүүд яагаад цагаан өнгөтэй байдаг вэ? Цасан ширхгийн доторх агаар ба мөсөн талстуудын хоорондох хилийн гадаргуугаас гэрэл тусч, тархдаг.
Хүйтэн үдшийн цонхны шилэн дээр бидний харж буй янз бүрийн хэв маяг нь зөв хэлбэртэй байдаг. Уур нь бүх чөлөөт орон зайг дүүргэхийн тулд тасралтгүй формацийг бий болгохыг хичээдэг. Энэ баримт болон янз бүрийн гадаргуугийн өвөрмөц байдал нь талст ургах чиглэлд нөлөөлдөг тул "цайвар" хэв маяг нь бие даасан цасан ширхгийн зөв хэлбэрийг хадгалж чаддаггүй.

Цасан ширхгүүд хэрхэн гарч ирдэг вэ?

Эрдэмтэд цасан ширхгийг судлахад зориулагдсан

Франц Тиссандиер агаарын бөмбөлөгөөс цас үүсэх үйл явцыг ажиглажээ. Тэрээр их хэмжээний цас орох үед тэнгэрт гарч, цасан ширхгүүд метрээр метрээр аажмаар буурч, бие даасан цасан ширхгүүд болж байгааг анзаарав. 2000 метрийн өндөрт агаар бүрэн тунгалаг болж, зөвхөн цасны жижиг талстууд л харагдаж байв. Эрдэмтэн цасны лабораторид очсон бололтой.

Дэлхийн хамгийн анхны талстографийн зохиол

Цасан талстуудын хэлбэрийг 1611 онд Германы эрдэмтэн, физикч, одон орон судлаач И.Кеплер (бидний хувьд) санамсаргүй байдлаар нээжээ.
Дөчин настай эрдэмтэн энэ үед гаригийн хөдөлгөөний анхны хоёр хуулийг нээж, одон орон судлалын чиглэлээр бүтээлээ хэвлүүлж, дуран зохион бүтээжээ. Тэрээр нэрт эрдэмтэн хэдий ч ядуу зүдүү амьдарч, гэр бүлээ хэрхэн тэжээхээ мэддэггүй байв. Нэг сайн хүнд жингүй хөнгөн шинэ жилийн бэлэг өгөх талаар бодож байтал түүний хүрмэнд цасан ширхгүүд унахыг анзаарав. Гэрт орж ирээд томруулдаг шил гарган хайлж буй цасыг шалгаж эхлэв. Дараа нь тэр ширээний ард суугаад байгаль дээрх талстуудын геометрийн бүтцийн талаар гайхалтай таамаг дэвшүүлэв. Номыг чин сэтгэлээсээ, хошигнолтой, энгийн ойлгомжтой хэлээр бичсэн. Энд тэрээр цасан ширхгүүдийн хэлбэрийг эргэцүүлэн бодохдоо тэд яагаад зургаан өнцөгт хэлбэртэй байдгийг ойлгохгүй байна гэж хэлэв.

Америкт байгаль судлаач, гэрэл зурагчин Бентли хагас зууны турш цуглуулга цуглуулж, микроскопоор цасан ширхгийн 5000 гаруй гэрэл зургийг авчээ. Зүгээр л төсөөлөөд үз дээ: эдгээр зургуудын дунд ижил төстэй хоёр зураг байгаагүй! Үнэт эдлэлчид, зураачид түүнд байнга ханддаг байсан бөгөөд түүний бүтээлүүдийг өөрийн гараар бүтээхэд ашигладаг байв. Гэрэл зургууд дээр цасан ширхгүүд үнэхээр гайхалтай мастер үнэт эдлэлийн урласан үнэт эдлэл шиг харагдаж байна. Тэр тэднийг цасан үнэт эдлэл гэж нэрлэсэн. Үүний дараа Америкийн цаг уурын товчоо уг цуглуулгаас цасан ширхгүүдийн атласыг гаргасан бөгөөд үүнд байгаль судлаачдын гэрэл зургийн тэн хагас нь багтжээ. Тэрээр өндөр чанартай зураг авах нууцаа хэнд ч дэлгээгүй.

Цасан ширхгийн гэрэл зургийг авах нь тийм ч амар биш, учир нь тэр хурдан хайлж, хурц хэлбэрээ алддаг.

Цасан ширхгийг шилэн дээр биш, нимгэн торгон тор дээр байрлуулдаг цасан талстыг гэрэл зурагт буулгах аргыг оросууд бас нээсэн. Гэрэл зургууд нь бас сайн чанартай байсан бөгөөд дараа нь торыг засварласан. 1933 онд нэгэн туйлын станцад ажиглагч Касаткин олон төрлийн цасан ширхгүүдийн 300 гэрэл зургийг авчээ. Бүх цасан ширхгүүд нь ихэвчлэн зургаан өнцөгт хэлбэртэй байдаг, гэхдээ цагтай төстэй онцгой зүйлүүд байдаг ("болор - цаг" - тэднийг Бентли ингэж нэрлэдэг).

Иодоформын талст нь мөн зургаан өнцөгт хэлбэртэй; Профессор Леман лабораторийн аргаар иодоформын "цасан ширхгүүдийг" олж авч, тэдгээрийн дараалсан үүсэх байдал, энгийн цасан ширхгүүдтэй төстэй болохыг тэмдэглэв.

Цасан ширхэг үүсэх

Зургаан өнцөгт цасан ширхгийн хэлбэр

Анхан шатны - зургаан усны молекулыг нэгтгэдэг тетраэдр. Усны молекул бүр устөрөгчийн холбоо үүсгэх чадварыг хадгалдаг. Тиймээс тетраэдрүүд хоорондоо холбогдож, шинэ бүтэц үүсгэж чаддаг. Байгальд тэдгээр нь маш олон янз байдаг боловч үндсэн бүтэц нь зургаан өнцөгт бөгөөд усны молекулуудыг цагираг болгон нэгтгэдэг. Тиймээс цасан ширхгүүд нь угсарсан мөсөн талстуудаас бүрддэг. Мөсний зургаан өнцөгт бүтэц нь цасан ширхгийн зургаан өнцөгт хэлбэрийг тодорхойлдог.

Жижиг талстууд нь булангаар биш харин ирмэгээр хоорондоо холбогддог; Үүний үр дүнд туяа зургаан чиглэлд өсөх бөгөөд өөр нэг туяа цацрагаас яг өнцгөөр салах болно. 120 эсвэл 60 градусын температурт. Цасан ширхгүүд үүсэх нөхцөл бүр өөр өөр байх болно. Тиймээс энэ нь өргөнөөр нэмэгдэж, туяа нь уртасна. Хуурай, хүйтэн жавартай өдөр ер бусын хэлбэрийн цасан ширхгүүд үүсч, уртасч, зургаан өнцөгт багана болж хувирдаг.

Цасан талстуудын хэлбэр нь температураас хамаарна: -3-аас 0 хэм хүртэл (Цельсийн) - зургаан өнцөгт хавтгай хэлбэртэй, -5-аас -3 хүртэл зүү хэлбэртэй, -8-аас -5 хүртэл - багана - призм, -12 хүртэл. -8 хүртэл - дахин хавтгай хэлбэртэй. Хэрэв температур буурвал цасан ширхгүүд янз бүрийн хэлбэртэй байж болно.

Цасан ширхгүүд бүр өөрийн гэсэн амьдралтай байдаг, учир нь шинэ нөхцөлд цасан ширхгүүд үүсдэг. Цаг бүр бага зэрэг, гэхдээ параметрүүд: чийгшил, температур, даралт өөрчлөгдөх болно. Дэлхий дээр унах үед цасан ширхгүүд хэлбэрээ өөрчилдөг: хэрэв тэр орой шиг эргэлддэг бол энэ нь төгс тэгш хэмтэй байх болно, бусад тохиолдолд тийм биш юм. Үүлний доорх агаарын температур тэг болж нэмэгдвэл байнгын бороо орно. Цас бороо болон хувирах нь олонтаа тохиолддог.

Цасан ширхгийн орчин үеийн ангилал

Орчин үед цасан ширхгийг үзэх нь . Олон улсын цасны комисс хатуу хур тунадасны энгийн ангиллыг үндэс болгон авчээ. 7 төрлийн талстыг ялтас, од хэлбэртэй талст, багана, зүү гэх мэт хэлбэрээр тэмдэглэсэн бөгөөд Оросын эрдэмтэн Заморский цасан ширхгийг 9 анги, 48 төрөлд ангилжээ. Тиймээс цасан ширхгийн төрлүүдийн жагсаалтыг зараа, хөвсгөр, ханцуйвч, призм, од гэх мэтээр үргэлжлүүлж болно.

Ихэр цасан ширхгийг нийлэгжүүлдэг эрдэмтэн

Яагаад бүх цасан ширхгүүд маш хачирхалтай байдаг вэ - тэд бүгд зургаан өнцөгт хэлбэртэй байдаг. Алдарт Иоганнес Кеплер, хуулийг нээсэн одон орон судлаач." гаригийн хөдөлгөөн. Мөн тэрээр энгийн "цас" асуултад жинхэнэ эрдэмтэн шиг хандаж, "Зургаан өнцөгт цасан ширхгүүдийн тухай" шинжлэх ухааны бүтээлээ түүнд зориулдаг. "Идэвхтэй зарчмыг" хайж олохын тулд Кеплер зөгийн сархинаг ба анар үрийн хэлбэр, ургамлын ишний хэсэг, цэцгийн хэлбэрийг судалж, харьцуулдаг. Эдгээр судалгааны объектууд нь өвлийн цастай ямар ч холбоогүй мэт санагдах боловч эрдэмтэн хүрээлэн буй ертөнцийн зохицлыг түүний бүх элементүүдийн харилцан уялдаанаас хардаг. Түүгээр ч зогсохгүй тэрээр эдгээр хэлбэрүүдийн "тэнгэрлэг хувь хэмжээ" ("Алтан хэсгийн" харьцаа) болон Фибоначчийн тоотой холбоотой болохыг олж мэдсэн. Үргэлжлүүлье Үргэлжлүүлье!?

Цасан ширхгүүд Бентли Уилсон А. Бентли, Вермонт мужийн (АНУ) өөрийгөө сургасан гайхалтай фермер, "Цасан ширхгэгч" хочтой. 1885 онд 20 настай байхдаа олон удаа бүтэлгүй оролдлого хийсний эцэст Вилсон түүнийг гайхшруулж байсан цасан ширхгийн анхны зургийг авч, том нугалах камерыг микроскоптой холбожээ. Энэ мөчөөс эхлэн Вилсон Бентли камераа орхисонгүй.46 жилийн турш Бентли цасан ширхгүүдийн гэрэл зургийн өвөрмөц цуглуулга цуглуулжээ. Bentley-ийн амьдралын төгсгөлд цуглуулга 5000 гаруй ширхэгтэй болжээ. Гайхалтай нь нэг ч цасан ширхгийн хэлбэр давтагддаггүй. Ижил төстэй цасан ширхгүүд байдаг, гэхдээ аль нь ч яг адилхан байдаггүй!

Эскимо хэлэнд цас гэсэн 20 гаруй үг байдаг. Якут хэлэнд 70 орчим байдаг. Тэд цасны өнгийг илэрхийлэх 50 өөр үгтэй. Эскимосууд цас гэсэн 28 үгтэй. Эскимо хэлэнд цасны тухай 14 тодорхойлолт байдаг. Эскимосууд цас гэсэн 150 үгтэй. Тэр бол тэдний бүх амьдрал. Тиймээс хаврын цасыг өвлийн цаснаас өөрөөр нэрлэдэг.

Агаар мандалд ус уур хөлдөх үед цас үүсдэг. Уур нь хөлдөж, цэвэр тунгалаг талстыг үүсгэдэг. Агаарын хөдөлгөөн нь эдгээр талстуудыг дээш доош нисэхэд хүргэдэг. Цасан ширхгүүд нь бидний харж буй бүх гэрлийн спектрийг тусгадаг талстууд учраас цас цагаан өнгөтэй байдаг. Цаашид

Сибирьт цасан ширхэгүүд 30 см диаметртэй болжээ. Ийм аварга биетүүд бүрэн тайван байх үед л унадаг. Бага температур, хүчтэй салхитай үед цасан ширхгүүд агаарт мөргөлдөж, сүйрч, хог хаягдал хэлбэрээр газарт унадаг. 40 градусын хүйтэн жавартай үед үүссэн мөсөн талстууд "алмазын тоос" хэлбэрээр унадаг. Якутад цэв хүйтэн цаг агаарт нимгэн мөсөн зүү унадаг.

Цасан ширхгүүдийн зургаан өнцөгт хэлбэрийг усны молекулын бүтцээр тайлбарладаг боловч цасан ширхгүүд яагаад хавтгай байдаг вэ гэсэн асуултын хариу хараахан гараагүй байна. Зарим цасан ширхгүүдийн диаметр нь гурван см хүрдэг. Цасан ширхгийн хэмжээ нь температураас хамаарна. Температур бага байх тусам цасан ширхгүүд багасна. Манай гаригийн зарим хэсэгт өнгөт цас орсон: цэнхэр, ногоон, улаан, тэр ч байтугай хар? Энэ нь цасан ширхгүүд үүсэх агаарт тодорхой мөөгөнцөр, тоос байдагтай холбоотой юм.

Цасан ширхгүүд бол байгалийн хамгийн үзэсгэлэнтэй амьтдын нэг юм. Цасан ширхгийнхтэй адил гоо үзэсгэлэнг бий болгохын тулд бид шаргуу ажиллах хэрэгтэй болно. Цас ороход олон сая цасан ширхгүүд газарт унадаг бөгөөд тэдгээрийн аль нь ч адилхан байдаггүй.

Цас бол та бүхний мэдэж байгаачлан хөлдсөн ус юм. Хэрэв хөлдсөн ус бол цас яагаад цагаан байдаг вэ? Энэ нь өнгөгүй байх ёстой. Цасан ширхгийн хавтгай нь мөсний талстууд гэрлийг тусгадаг тул цас цагаан өнгөтэй байдаг тул цас цагаан өнгөтэй байдаг.

Ус хөлдөх үед талстууд үүсдэг. Энэ нь молекулууд нь тусгай дарааллаар байрлаж, геометрийн хэлбэрийг үүсгэдэг гэсэн үг бөгөөд үүнийг бид "болор" гэж нэрлэдэг.

Усны молекул нь хоёр устөрөгчийн атом, нэг хүчилтөрөгчийн атом гэсэн гурван бөөмсөөс бүрддэг. Тиймээс талстжих үед гурвалсан эсвэл зургаан өнцөгт дүрс үүсгэж болно. Ус цас болон хувирах нь агаар мандлын усны уурын нэг хэлбэр юм. Хөлдөх үед усны талстууд маш жижиг тул харагдахгүй. Цас үүсэх үед эдгээр талстууд агаар мандалд агаарын урсгалаар дээш доош хөдөлдөг.

Ийм хөдөлгөөний үед тэд тоосны хамгийн жижиг тоосонцор эсвэл усны дусал орчимд бүлэглэдэг. Ийм бүлэг талстууд улам бүр томорч, нэг цөмд хэдэн зуун талстууд цугларч болно.

Энэ бүлэг нь том болж, хүндэрч, газар унадаг. Бид үүнийг "цасан ширхгүүд" гэж нэрлэдэг. Зарим цасан ширхгүүдийн диаметр нь гурван см хүрдэг. Цасан ширхгийн хэмжээ нь температураас хамаарна. Температур бага байх тусам цасан ширхгүүд багасна.

К.Х. n. О.В.Мосина.

Мөсөн талстууд яагаад зургаан өнцөгт байдгийг талст ус - мөсний бүтцийг шинжлэх замаар ойлгоход хялбар байдаг.

Усны молекулд хоёр электрон хос нь устөрөгч ба хүчилтөрөгчийн атомуудын хооронд туйлшралын ковалент холбоо үүсгэдэг ба үлдсэн хоёр электрон хос нь чөлөөтэй хэвээр үлддэг. хуваалцаагүй.

Цагаан будаа. Усны молекул

Хүчилтөрөгчийн атом нь устөрөгчийн атомаас илүү их электронтой (химичүүд хүчилтөрөгчийн атом илүү цахилгаан сөрөг байдаг гэж хэлдэг) учир устөрөгчийн атомын электронууд илүү электрон сөрөг хүчилтөрөгчийн атом руу шилжиж, устөрөгчийн атомын хоёр эерэг цэнэгийг хүчингүй болгодог. хүчилтөрөгчийн атомын сөрөг цэнэгтэй устөрөгчийн хоёр атомын тэнцүү утга. Тиймээс электрон үүл нь жигд бус нягттай байдаг. Устөрөгчийн бөөмийн ойролцоо электрон нягтрал дутагдалтай, молекулын эсрэг талд, хүчилтөрөгчийн цөмийн ойролцоо электрон нягтрал илүүдэлтэй байдаг. Үүний үр дүнд усны молекул нь туйлуудад эерэг ба сөрөг цэнэг агуулсан жижиг диполь болно. Энэ бүтэц нь усны молекулын туйлшралыг тодорхойлдог. Хэрэв та эерэг ба сөрөг цэнэгийн голомтыг шулуун шугамаар холбовол гурван хэмжээст геометрийн дүрсийг олж авна - ердийн тетраэдр.

Усны нэгж эс нь бие биетэйгээ устөрөгчийн холбоогоор холбогдсон таван H2O молекул агуулсан тетраэдр бөгөөд энгийн тетраэдр дэх усны молекул бүр устөрөгчийн холбоо үүсгэх чадварыг хадгалдаг. Энгийн тетраэдрүүдтэй тул тэдгээрийг орой, ирмэг эсвэл нүүрээр нэгтгэж, янз бүрийн орон зайн бүтцийг бүрдүүлдэг.

Цагаан будаа. Мөсний талст бүтцэд усны молекул бүр 4 устөрөгчийн холбоонд оролцож, тетраэдр үүсгэдэг.

Тиймээс усны бүтэц нь Платоны хатуу биетүүд (тетраэдр, додекаэдр) гэж нэрлэгддэг бүтэцтэй холбоотой бөгөөд тэдгээрийн хэлбэр нь алтан харьцаатай холбоотой байдаг. Усны молекул нь мөн Платоны хатуу (тетраэдр) хэлбэртэй байдаг.

Мөн байгаль дээрх олон янзын бүтцүүдийн үндсэн нэг нь зургаан усны молекул (тетраэдр) цагирагт нийлсэн зургаан өнцөгт (зургаан талт) бүтэц юм. Энэ төрлийн бүтэц нь мөс, цас, хайлсан усны хувьд ердийн зүйл юм.

Цасан ширхгүүд нь хамтдаа цугларсан мөсөн талстуудаас тогтсон цогц тэгш хэмтэй бүтэц юм. "Угсрах" олон сонголт байдаг - өнөөг хүртэл цасан ширхгүүдийн дунд ижил төстэй хоёрыг олох боломжгүй байна. Либбрехтийн лабораторид хийсэн судалгаа энэ баримтыг баталж байна - болор бүтцийг зохиомлоор ургуулж эсвэл байгальд ажиглаж болно. Цасан ширхгүүдийн ангилал ч байдаг, гэхдээ барилгын ерөнхий хуулиас үл хамааран цасан ширхгүүд нь харьцангуй энгийн бүтэцтэй байсан ч бие биенээсээ арай өөр хэвээр байх болно.

Цагаан будаа. 1. Мөсний талст бүтэц

Цасан ширхгүүд яагаад зургаан өнцөгт хэлбэртэй байдаг вэ? Мөсний талст бүтцэд усны молекул бүр нь 109°28"-тай тэнцүү өнцгөөр тетраэдрийн орой руу чиглэсэн 4 устөрөгчийн холбоонд оролцдог (мөсний бүтцэд байх үед). I, Ic, VIIТэгээд VIIIЭнэ тетраэдр зөв). Энэ тетраэдрийн төвд хүчилтөрөгчийн атом, хоёр орой дээр устөрөгчийн атом байдаг бөгөөд электронууд нь хүчилтөрөгчтэй ковалент холбоо үүсгэхэд оролцдог. Үлдсэн хоёр оройг молекулын холбоо үүсэхэд оролцдоггүй хүчилтөрөгчийн валентын хос электронууд эзэлдэг. Одоо мөсөн талст яагаад зургаан өнцөгт байдаг нь тодорхой болсон.

Кристалын хэлбэрийг тодорхойлдог гол шинж чанар нь гинжин хэлхээний холбоосуудын холболттой адил усны молекулуудын хоорондын холбоо юм. Үүнээс гадна дулаан, чийгийн харьцаа өөр өөр байдаг тул зарчмын хувьд ижил байх ёстой талстууд өөр өөр хэлбэртэй байдаг. Замдаа хэт хөргөсөн жижиг дуслуудтай мөргөлдөж байгаа цасан ширхгүүд тэгш хэмийг хадгалахын зэрэгцээ хэлбэрээ хялбаршуулдаг.

Гэхдээ яагаад заримдаа сунасан цасан ширхгүүд үүсдэг вэ? Цасан ширхгүүд нь мөсний нэг талст, зургаан өнцөгт талсттай ижил төстэй боловч тэнцвэрт бус нөхцөлд хурдан ургадаг. Зарим нөхцөлд мөсөн зургаан өнцөгт нь тэнхлэгийнхээ дагуу эрчимтэй ургадаг бөгөөд дараа нь сунасан цасан ширхгүүд үүсдэг - бортгон цасан ширхгүүд, зүү цасан ширхгүүд. Бусад нөхцөлд зургаан өнцөгт нь тэнхлэгтээ перпендикуляр чиглэлд голчлон ургадаг бөгөөд дараа нь зургаан өнцөгт хавтан эсвэл зургаан өнцөгт од хэлбэрээр цасан ширхгүүд үүсдэг.

Цасан ширхгүүд ба тэдгээрийн үүсэх үйл явцын талаар дэлгэрэнгүй мэдээллийг Сергей Апресовын "Цагаан ид шид" нийтлэлээс уншина уу.

K. x. n. О.В.Мосин

ЯАГААД ЦАСНЫ ширхгүүд зургаан өнцөгт ВЭ?

Цасан ширхгүүд яагаад ийм үзэсгэлэнтэй харагддагийг ойлгохын тулд нэг цасан болорын амьдралын түүхийг авч үзэх хэрэгтэй.

Үүл дэх мөсөн цасан ширхгүүд нь усны уур хатуу төлөвт шилжсэний улмаас -15 хэмд үүсдэг. Цасан ширхгүүд үүсэх үндэс нь жижиг тоосны тоосонцор эсвэл мөсний микроскоп хэсгүүд бөгөөд тэдгээр нь усны молекулуудын конденсацын цөм болж өгдөг. Талсжилтын цөм нь цасан ширхгүүд үүсч эхэлдэг.

Илүү олон усны молекулууд өсөн нэмэгдэж буй цасан ширхгийг тодорхой газар хавсаргаж, зургаан өнцөгт хэлбэртэй болгодог. Хатуу усны бүтцийн гол түлхүүр нь түүний молекулын бүтцэд оршдог бөгөөд үүнийг тетраэдр буюу ердөө 60 ба 120 ° өнцгөөр харах боломжтой гурвалжин суурьтай пирамид гэж төсөөлж болно. Төв хэсэгт хүчилтөрөгч, хоёр оройд устөрөгч, эсвэл илүү нарийвчлалтай протон байдаг бөгөөд электронууд нь хүчилтөрөгчтэй ковалент холбоо үүсгэхэд оролцдог. Үлдсэн хоёр оройг хүчилтөрөгчийн валентын хос электронууд эзэлдэг бөгөөд энэ нь молекулын холбоо үүсэхэд оролцдоггүй тул тэдгээрийг дан гэж нэрлэдэг.

Цасан ширхгүүд нь нэг талст мөсөн талст бөгөөд зургаан өнцөгт талст гэсэн сэдвийн өөрчлөлт боловч тэнцвэрт бус нөхцөлд хурдан ургадаг. Зарим нөхцөлд мөсөн зургаан өнцөгт нь тэнхлэгийнхээ дагуу эрчимтэй ургадаг бөгөөд дараа нь сунасан цасан ширхгүүд үүсдэг - бортгон цасан ширхгүүд, зүү цасан ширхгүүд. Бусад нөхцөлд зургаан өнцөгт нь тэнхлэгтээ перпендикуляр чиглэлд голчлон ургадаг бөгөөд дараа нь зургаан өнцөгт хавтан эсвэл зургаан өнцөгт од хэлбэрээр цасан ширхгүүд үүсдэг.

Усны дусал нь унасан цасан ширхгийг хөлдөж, жигд бус хэлбэрийн цасан ширхгийг үүсгэдэг. Цасан ширхгүүд нь зургаан өнцөгт оддын хэлбэртэй байх ёстой гэсэн нийтлэг итгэл үнэмшил нь буруу юм. Цасан ширхгүүдийн хэлбэр нь маш олон янз байдаг.

Одон орон судлаач Иоганнес Кеплер 1611 онд "Зургаан өнцөгт цасан ширхгүүдийн тухай" бүхэл бүтэн зохиол бичжээ. 1665 онд Роберт Хук микроскоп ашиглан янз бүрийн хэлбэрийн цасан ширхгүүдийн олон зургийг харж, хэвлүүлжээ. Цасан ширхгийг микроскопоор хийсэн анхны амжилттай гэрэл зургийг Америкийн фермер Вилсон Бентли 1885 онд авчээ. Бентлигийн шалтгааныг хамгийн алдартай дагалдагчид бол Укихиро Накая, Америкийн физикч Кеннет Либбрехт нар юм. Цасан ширхгүүдийн хэмжээ, хэлбэр нь агаарын температур, чийгийн агууламжаас хамаардаг гэдгийг анх Накая дэвшүүлсэн бөгөөд лабораторид янз бүрийн хэлбэртэй мөсөн талстуудыг ургуулж, туршилтаар энэхүү таамаглалыг гайхалтай баталжээ. Калтек дахь Либбрехт өдөржин цасан ширхгийг ургуулах завгүй хэвээр байна.Эрдэмтэн гэрэл зурагчин Патрисия Расмуссентэй хамтран хамгийн фотоген цасан ширхгүүдийг багтаасан ном гаргахаар төлөвлөж байгаа бөгөөд тэдгээрийн заримыг нь түүний вэбсайтаас үзэх боломжтой. SnowCrystals.com.

Цасан ширхгийн бүтцэд өөр нэг нууц бий. Үүнд эмх цэгц, эмх замбараагүй байдал зэрэгцэн оршдог.Үйлдвэрлэлийн нөхцлөөс хамааран хатуу нь талст (атомуудын дарааллаар) эсвэл аморф (атомууд санамсаргүй сүлжээ үүсгэх үед) байх ёстой. Цасан ширхгүүд нь зургаан өнцөгт тортой бөгөөд үүнд хүчилтөрөгчийн атомууд эмх цэгцтэй, тогтмол зургаан өнцөгт, устөрөгчийн атомууд санамсаргүй байдлаар байрладаг. Гэсэн хэдий ч болор торны бүтэц, усны молекулаас арван сая дахин том цасан ширхгийн хэлбэрийн хоорондын холбоо нь тодорхойгүй: хэрэв усны молекулууд талст дээр санамсаргүй дарааллаар наалдсан бол түүний хэлбэр. цасан ширхгүүд жигд бус байх болно. Энэ нь тор дахь молекулуудын чиг баримжаа, чөлөөт устөрөгчийн холбоог зохион байгуулах тухай бөгөөд энэ нь гөлгөр ирмэгийг бий болгоход хувь нэмэр оруулдаг.

Усны уурын молекулууд нь гөлгөр ирмэг дээр наалдахаас илүүтэй хоосон зайг дүүргэх магадлал өндөр байдаг, учир нь хоосон зайд илүү их чөлөөт устөрөгчийн холбоо байдаг. Үүний үр дүнд цасан ширхгүүд нь гөлгөр ирмэгтэй ердийн зургаан өнцөгт призм хэлбэртэй болдог. Ийм призмууд нь янз бүрийн температурын нөхцөлд харьцангуй бага агаарын чийгшилтэй, тэнгэрээс унадаг.

Эрт орой хэзээ нэгэн цагт ирмэг дээр жигд бус байдал гарч ирдэг. Сүрьеэ бүр нэмэлт молекулуудыг татаж, ургаж эхэлдэг. Цасан ширхгүүд агаарт удаан хугацаагаар эргэлддэг бөгөөд цухуйсан сүрьеэгийн ойролцоо усны шинэ молекулуудтай уулзах магадлал нь нүүрнийхээс арай өндөр байдаг. Цасан ширхэг дээр туяа маш хурдан ургадаг. Молекулууд хоосон байхыг тэсвэрлэдэггүй тул нүүр бүрээс нэг зузаан туяа ургадаг. Энэ туяа дээр үүссэн булцуунаас салбарууд ургадаг. Бяцхан цасан ширхгийг аялах явцад түүний бүх нүүр нь ижил нөхцөлд байдаг бөгөөд энэ нь бүх зургаан нүүрэнд ижил туяа үүсэх урьдчилсан нөхцөл болдог. Лабораторийн хамгийн тохиромжтой нөхцөлд цасан ширхгийн бүх зургаан чиглэл нь тэгш хэмтэй, ижил төстэй тохиргоотой ургадаг. Агаар мандалд ихэнх цасан ширхгүүд жигд бус талст байдаг ба зургаан салбараас зөвхөн зарим нь тэгш хэмтэй байж болно.

Өнөө үед цасан ширхгийг судлах нь шинжлэх ухаан болжээ. 1555 онд Швейцарийн судлаач Мангус цасан ширхгийн дүрсийг зурж байжээ. 1955 онд Оросын эрдэмтэн А.Заморский цасан ширхгийг 9 анги, 48 зүйлд хуваажээ. Эдгээр нь хавтан, зүү, од, зараа, багана, хөвсгөр, ханцуйвч, призм, бүлгийн хүмүүс юм. Цас, мөсний олон улсын комисс 1951 онд мөсөн талстуудын нэлээд энгийн ангиллыг баталсан: ялтас, од хэлбэртэй талст, багана эсвэл багана, зүү, орон зайн дендрит, үзүүртэй багана, жигд бус хэлбэр. Мөн гурван төрлийн мөстэй хур тунадас: нарийн ширхэгтэй цас, мөсөн үрэл, мөндөр.

1932 онд Хоккайдогийн их сургуулийн профессор, цөмийн физикч Укихиро Накаяа хиймэл цасан талстыг ургуулж эхэлсэн нь цасан ширхгийн анхны ангиллыг гаргаж, эдгээр формацын хэмжээ, хэлбэр нь температур, агаарын чийгшилээс хамаарлыг тодорхойлох боломжтой болсон. Хоншю арлын баруун эрэгт орших Кага хотод Укихиро Накаягийн үүсгэн байгуулсан Цас мөсний музей байдаг бөгөөд одоо түүний нэрээр нэрлэгдсэн, бэлгэдлийн хувьд гурван зургаан өнцөгт хэлбэрээр баригдсан байдаг. Музейд цасан ширхгийг хийдэг машин байдаг. Накая цасан ширхгүүдийн дотроос 41 бие даасан морфологийн төрлийг тодорхойлсон бөгөөд 1966 онд цаг уур судлаач С.Магано, Сюй Ли нар 80 төрлийн талстыг тодорхойлжээ.

Тодорхой нөхцөлд, салхигүй үед унасан цасан ширхгүүд бие биедээ наалдаж, асар том цасан ширхгийг үүсгэдэг. 1944 оны хавар Москвад эргэлддэг тавагтай төстэй 10 см хүртэл диаметртэй хайрс унажээ. Мөн Сибирьт 30 см хүртэл диаметртэй цасан ширхэгүүд ажиглагдсан. Хамгийн том цасан ширхгийг 1887 онд Америкийн Монтана мужид тэмдэглэжээ. Түүний диаметр нь 38 см, зузаан нь 20 см байсан.Энэ үзэгдэл нь бүрэн тайван байдлыг шаарддаг, учир нь цасан ширхгүүд удаан явах тусам тэд мөргөлдөж, бие биедээ наалддаг. Тиймээс бага температур, хүчтэй салхитай үед цасан ширхгүүд агаарт мөргөлдөж, сүйрч, хэлтэрхий хэлбэрээр газарт унадаг - "алмазын тоос". Усны ойролцоо том цасан ширхгийг харах магадлал эрс нэмэгддэг: нуур, усан сангаас уурших нь маш сайн барилгын материал юм.

Цасан ширхгийг бүрдүүлдэг мөс нь тунгалаг байдаг, гэхдээ тэдгээр нь олон байвал нарны гэрэл олон нүүрэн дээр тусч, тархсан нь бидэнд цагаан тунгалаг масс мэт сэтгэгдэл төрүүлдэг - бид үүнийг цас гэж нэрлэдэг. Ус нь гэрлийн спектрийн улаан ба хэт улаан туяаны хэсгүүдийг маш сайн шингээдэг тул цасан ширхгүүд цагаан өнгөтэй байдаг. Хөлдөөсөн ус нь шингэн усны шинж чанарыг их хэмжээгээр хадгалдаг. Цас эсвэл мөсний давхаргаар дамжин өнгөрөх нарны гэрэл улаан, шар туяа алддаг бөгөөд тэдгээр нь тархаж, шингэдэг бөгөөд өнгөрч буй гэрэл нь мөсний давхаргад хэр зузаан байснаас хамааран цэнхэр, ногоон, цэнхэр эсвэл тод цэнхэр өнгөтэй байдаг. гэрлийн зам.

ӨГӨГДӨЛцасан ширхгүүдийн тухай

Цасан ширхгүүд нь нарны гэрлийн 90 хүртэлх хувийг сансарт тусгадаг цасан бүрхүүл үүсгэдэг.
Нэг шоо метр цасанд 350 сая цасан ширхгүүд байдаг бөгөөд дэлхий даяар 10-аас 24-р хүч хүртэл байдаг.

Цасан ширхгийн жин нь ердөө нэг миллиграмм, ховор тохиолдолд 2...3 байдаг. Гэсэн хэдий ч өвлийн эцэс гэхэд дэлхийн бөмбөрцгийн хойд хагаст цасан бүрхүүлийн масс 13,500 тэрбум тонн хүрдэг.

Цас зөвхөн цагаан биш. Арктик болон уулархаг бүс нутагт ягаан, тэр ч байтугай улаан цас элбэг байдаг. Энэ нь талстуудын хооронд замаг амьдардагтай холбоотой юм. Гэхдээ тэнгэрээс цас орж, аль хэдийн өнгөтэй болсон тохиолдол байдаг. Тиймээс 1969 оны Зул сарын баярын өдөр Шведэд хар цас оржээ. Энэ нь агаар мандлаас шингэсэн тортог, үйлдвэрлэлийн бохирдол байх магадлалтай. 1955 онд Калифорниа мужийн Дана хотын ойролцоо фосфорт ногоон цас орж, хэд хэдэн хүн амиа алдаж, хэлээрээ оролдсон хүмүүст маш их хохирол учруулсан. Энэ үзэгдлийн янз бүрийн хувилбарууд, тэр ч байтугай Невада дахь атомын туршилтууд байсан. Гэсэн хэдий ч тэд бүгд татгалзаж, ногоон цасны гарал үүсэл нь нууц хэвээр үлджээ.