Dijagram oblika snježnih pahuljica ili morfologijski dijagam

Najvažniji rezultat obimnih laboratorijski izvedenih pokusa rasta jest uvođenje parametarskog koordinatnog sustava u kojem se svakom obliku pahuljice pripisuju dvije temeljne koordinate (parametra) koje određuju glavne uvjete rasta: temperaturu i supersaturaciju.

Na Slici 11. prikazani su karakteistični oblici najzastupljeniji u skupini umjetno dobivenih pahuljica. Osnovne karakteristike dijagrama se mogu izreći u par zaključaka. Prvi je da se jednostavni oblici, prizme u obliku pločice ili stupića, dobivaju na svim temperaturama, ali isključivo kod niskih supersaturacija. Brzina rasta kristala mijenja se od malih vrijednosti, za temperature odmah ispod 0oC, do maksimalne na oko -15oC. Daljnje sniženje temperature smanjuje brzinu rasta, da bi ispod -40oC postala izraziti niska.

Porast supersaturacije prije svega povećava brzinu rasta, pa stoga i veličinu pahuljica (vidi oblike na oko -15oC za supersaturaciju veću od 0.15) Još važnije je da oblici postaju kompleksni, ali uvijek s očuvanom i jasno izraženom heksagonskom simetrijom. Za najviše supersaturacije i za umjereno niske temperature dobivaju se najkompleksniji takozvani dendritski oblici. Prigoda je istaći jednu od najvećih bizarnosti dijagrama, tajnu koja još uvijek nije u cijelosti razotkrivena. Naime, u vrlo uskom temperaturnom intervalu (-5oC do -10oC), pri umjerenim supersaturacijama, oblik kristala se iz pločaste prizme naglo promijeni u stupičaste i igličaste kristale i jednako naglo natrag za još niže temperature.

 

 

Eškola FIZIKA

 

Sadržaj
Uvodna riječ
Oblici pahuljica
Snježna pahuljica – što je to?
Fazni dijagram vode
Povijesni pregled
Kristalna struktura
Zašto se istražuju pahuljice
Rast u laboratoriju
Dijagram oblika pahuljica
Rast pod mikroskopom
Kontrola rasta građom površine
Površinsko taljenje leda
Kontrola rasta difuzijom
Dendritski rast
Literatura

<< >>

Slika 11: Morfologijski dijagram ili dijagram oblika [3].

 

Općenito govoreći, iznimno raznoliki oblici viđeni u snježnim kristalima posljedica su uglavnom njihove zamršene temperaturne ovisnosti brzine rasta. Taj fenomen iako uočen pred više od 78 godina ostao je neobjašnjen do današnjih dana.

U nastavku teksta bit će predstavljeni i opisani osnovni procesi za koje je dokazano da dominiraju rastom snježnih kristala. Imajući na umu uvjete pod kojima djeluju, a i vidljive posljedice kako djeluju, moguće je razumjeti na kvalitativnoj razini većinu oblika koji su prikazani u dijagramu oblika.

Modelni računi, matematički opis i proračuni rasta nadrastaju okvir ovog napisa i mogu se naći u revijalnom članku vodećeg fizičara u ovom području prof. Librechta [1]

   
  piše dr. sc. Zlatko Vučić
Institut za fiziku, Zagreb