ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Поворотная ось с пересекающимися плоскостями симметрии и перпендикулярной плоскостью симметрии из "Симметрия глазами химика" Такая комбинация обозначается т п т, и она характерна для высокосимметричных объектов. По этой причине их формы сравнительно просты. Как показано на рис. 2-35, некоторые из полиэдров имеют симметрию тп-.т.К ним относятся квадратная призма (ш 4 ш), пентагональная призма (т-5 т), тригональная бипирамида (т 3 т), квадратная бипирамида (т-4 т), биконус, цилиндр и эллипсоид (три последние имеют симметрию т со. т). Один из наиболее красивых и простых примеров проявления этого типа симметрии-снежинки (т-6 т). [c.42] Согласно этой модели, кристалл снега начинает расти с относительно стабильной формы. Однако кристалл может быть легко дестабилизирован небольшим посторонним воздействием. За этим следует быстрый процесс кристаллизации из окружающего водяного пара. Такой ускоренный рост кристалла постепенно видоизменяет его, переводя в квазистабильную форму. Затем происходит последующее возмущение, и это снова обусловливает новое направление роста с другой скоростью. Слабая стабильность снежинки делает растущий кристалл очень чувствительным даже к ничтожным изменениям в его микроокружении. Эта гипотеза была разработана физиком-теоретиком Лангером, как отмечается в недавней публикации [17]. [c.44] Неповторимость формы снежинок удается связать с представлениями о слабой стабильности. Образование кристаллов льда начинается с плоского гексагонального мотива кристалликов воды, растущих в шести эквивалентных направлениях. Поскольку вода быстро затвердевает, выделяется скрытая теплота кристаллизации, которая распределяется между шестью растущими выпуклостями. Эта выделившаяся теплота замедляет рост на участках, находящихся между выпуклостями. Такая модель дает объяснение дендритной, или древовидной, форме кристалла. Как незначительные различия в условиях роста двух кристаллов, так и их слабая стабильность обусловливают их неповторимое развитие. То, что находится на грани устойчивости, крайне чувствительно к небольшим изменениям и будет значительно реагировать на ничтожные усилия [17]. На каждой стадии такого роста реализуются слегка видоизмененные условия в микроокружении, что обусловливает новые изменения в развивающихся лучах (или ветвях). Однако приходится допускать, что для всех шести лучей условия микроокружения одинаковы, что определяет их почти полное тождество. [c.44] Приблизительно 30 лет тому назад Маклаклан [18] для объяснения морфологической симметрии дендритных кристаллов снега предложил модель, которая пока не встретила серьезных возражений. Он задавал себе тот же вопрос, который упоминался раньше Как в ходе роста один луч кристалла может знать о судьбе остальных [18]. Маклаклан заметил, что вид регулярности, встречающийся у снежинок, - не редкость среди цветов у растений и деревьев, а также среди морских животных, у которых гормоны и нервы координируют развитие живого организма. [c.45] Художественное описание красоты и симметрии снежинок дано в книге Т. Манна Волшебная гора [16] ... И правда, маленькие. [c.45] Иллюстрация согласованного роста (а- ) тести ветвей снежинки по Маклаклану [18], основанная на его теории стоячих волн. Фотографии снежинок взяты из коллекции Бентли [19]. [c.46] Холодность и безжизненность слишком высокой симметрии подобна красоте гексагональной симметрии кристалла снега, как это прекрасно выражено Т. Манном. М. Поляни [20] отмечал, что идеально упорядоченная окружающая среда не подходит для человеческого жилища, а кристаллографы Федоров и Бернал просто говорят, что кристаллизация-это смерть [21]. [c.47] Интерес человека к снежинкам имеет долгую историю. Наиболее раннее зарегистрированное упоминание о формах снежинок восходит ко II в. до н.э. и относится к Китаю согласно Нидхему и Лю Чудьену [22]. [c.47] Установление правильной симметрии снежинок и сравнение с другими формами было, безусловно, значительным достижением в Восточной Азии. Привлечение к рассуждению понятий Йинь и Янь только показывает, какое важное значение придавалось подобным работам. [c.48] Первые дошедшие до нас эскизы снежинок, сделанные в Европе, относятся к XVI в. и не отражают их гексагональной формы. Первым европейцем, отметившим гексагональную симметрию снежинок, стал Иоганн Кеплер. Он посвятил этому вопросу свой трактат на латинском языке под названием О шестиугольных снежинках , опубликованный в 1611 г. [2] К тому времени, когда Кеплер обратил внимание на снежинки, он уже открыл первые два закона движения планет и, следовательно, установил истинное строение солнечной системы. Кеплер исследовал идеальную форму снежинок, их симметрию и впервые поставил вопрос, не отражает ли она их внутреннее строение. Современные представления о существовании связи между внешним видом кристалла и его внутренней структурой излагаются в главе о кристаллах (гл. 9). [c.48] Рисунки снежинок, выполненные Декартом и взятые из книги [16] Воспроизводится с разрешения. [c.49] В настоящее время имеются две основополагающие книги-альбома, в которых собраны микрофотографии снежинок. Бентли [19] посвятил свою жизнь фотографированию снежинок и создал коллекцию по крайней мере из 6 тысяч экземпляров. Около половины из них вошли в книгу, написанную им в соавторстве с Хамфризом [19]. Это наиболее известная книга о снежинках, и она, по-видимому, остается до сих пор непревзойденной. Микрофотографии Бентли бесконечное число раз воспроизводились в различных местах и иногда без указания их автора. Некоторые характерные примеры снежинок из этой коллекции приведены на рис. 2-42. [c.49] Микрофотографии снежинок, сделанные Бентли и взятые из книги [19]. [c.51] Проста.ч пластинка (PlaJ. Такая форма развивается при низкой степени пересыщения и когда температура ниже той, при которой образуются дендриты. [c.52] Вернуться к основной статье