雪花为什么是六瓣的，所有的雪花都是六角的吗？
冬天也来了。对于江南的上海来说，又是期盼下雪的季节。是的，呃，前几天我的朋友圈里，很多北京的朋友刷了一波雪景，很美。说起雪祭，已经是下雪的季节了。此外，花花最喜欢的电影《冰雪奇缘》刚刚上映。2号。是的，今天的主题其实很明显吧？说到雪，关于雪花的经典所谓童年问题。问题是为什么雪花是六边形的。
说实话，我刚想说旭东今年在这第六项上越走越远，突然明白为什么雪花是六边形的了。我根本无法回答这个问题。不要说是你。即使我选择了这个话题，我也曾经认为对于像我这样有知识的人来说，这应该是一个容易回答的问题，对吧？然而，在准备副本的过程中，我很快意识到，这根本不是什么所谓的少年问题。就算是网上那种能和小朋友打几句就说明原理的答案，基本都找不到了。
我仔细回忆了一下。搜狐小时候，没有老师真的给我们解释过这个问题，难不难？大体上不难理解他的理由，但前提是你在高中，对高中数学和物理有很好的掌握。每次录下来，你总是对我有没有上过高中有一种自我怀疑。那么，听众们，你们明白吗？旭东，你是要我辞职，还是高中没毕业？有像我这样的人，把所有的知识都回馈给老师。您可以自动跳过此过程。其余的，因为这就是它的全部，对吧？所以我们尽力让我们的大多数朋友至少对正在发生的事情有一个大致的了解。
在回答为什么之前，我们必须问，对吗？所以先说这个，雪花都是六边形的吗？如果你问，这是否意味着存在其他形状的雪花？要说我们经典的六瓣雪花形象实在是太流行了，但在如今的科技背景下，要找到其他的雪花并不难。事实上，早在 1885 年，美国摄影师威尔逊·本特利（ ）为了降低升华速度，就用黑色天鹅绒布收集雪花，然后迅速在低温下拍照，产生了人类第一张显微雪花照片。从那以后，他就对它特别着迷，先后拍摄了5000多张个人雪花照片。随着越来越多的雪花照片出现在世人面前，一句名言也逐渐流行起来。世界上没有两片完全相同的雪花。人们逐渐意识到，雪花的形式其实是多种多样的。除了经典的六瓣雪花外，还有六角实心雪花、空心柱形、实心、棱柱形、针状，甚至接近正三角形的六角形雪花等等。
哇，要说雪是真的，柱子和三角形，没那么浪漫。那么现在有多少种雪花呢？在 1930 年代科学家的早期研究中，雪花最初根据形状分为 21 种不同的类别。然后在 1950 年代，该类别扩大到 42 个，在 1960 年代，扩大到 80 个，到 2013 年达到 121 个类别。哇，这么多。这背后有什么法律吗？简单来说，雪花的形状很大程度上取决于云的温度和湿度。
我提到了 1930 年代日本物理学家横一郎在中国的工作。他在实验室里通过控制温度和湿度来培育雪花，逐渐总结出雪花的形成规律。他发现，最大、最上镜的六瓣或树枝状星形雪花仅在负 10°C 至负 22°C 的云中生长，而针状和柱状雪花在负 6°C 左右的云中形成最长。如果温度再高一点怎么办？呃,当温度接近0度的时候,分两种情况. 如果湿度比较高，会形成六片小雪花。如果湿度比较低，很容易形成简单的板状或柱状晶体。当然，我们不得不说它是千变万化的，不管雪花怎么变，或者有时你无法用鲜花来形容它。可以说是雪晶，但逃不过最基本的六边形。你不是自相矛盾吗？
手头有什么症状？为什么柱子还是六角形？据说没有人的横截面不是六边形的。如果你垂直切割它，你仍然可以看到六边形。你能明白为什么吗？也就是说，这是雪花的基本结构。平面和空间的一切变化都源于这个结构。这个六边形怎么样？它是怎么来的？实际上它更小。我们必须从水分子开始。
雪花的基本组成是自然界中的水分子由一个氧原子和两个氢原子组成。是的，所以紫林没有想过他们组装在一起是个什么样的结构？假设三个球，实际上有很多方法可以组装它们。能像东方明珠一样是糖葫芦吗？也可以是三角形，不过没记错的话好像有些科普书里水分子的图片是氧原子，靠近一侧的两边各有一个氢原子，有点像人头的米奇。非常生动。
事实上，紫菱已经说到做到了。这种水分子的空构型被化学家称为折叠构型，它似乎是一种中间折叠。所以准确地说，一个水分子中两个氢原子之间的夹角是104度28分，大约是104.5度。但是为什么不能形成其他形状呢？你确定你想知道这背后的原因吗？它实际上涉及化学原理中的所谓混合轨道理论和价电子排斥理论。虽然听上去很复杂，但我还是忍不住问这位女士，到底要怎么追根究底。正是由于这个原因，氧电子轨道。这是一个sp 3 混合动力车。T-empty原本是正四面体角，109度28分，但在水分子的四个杂化轨道中，两个是单电子和氢原子，另外两个空轨道是孤对，与氢氧键相反。有很多斥力，所以这个键的角压力降低到 104 度 28 分钟。
我们之前说过，考虑到同位素的存在，即使是水分子也不一定相同。好的，一个典型的小血晶可以携带多少个水分子？这个数字太可怕了，10 的 18 次方，几乎 10 的 15 次方都不一样。这些特殊的水分子会随机分布在整个血晶中。它的组装是什么样的？也就是说，大多数不同颜色的乐高积木可能是白色的，还有一些是蓝色的，但被蒙住了眼睛。所以就像我之前说的，即使实验室里的雪花是一模一样的，从分子的角度来看，也有可能分子排列完全一样。这种可能性非常非常小。实验室的问题都是之前约定好的，实验室就在前面吧？
实验室生产的雪花数量一定非常少。自然呢？大自然中有很多雪花。在分子水平上是否支持存在两个相同的雪花？本质上也是雪，所以肯定是下海了。当然，我没有数过也不能数，但这并不妨碍我们做出大胆的估计。在自然界中，即使每年有十片雪花落到 24 次方，这个数字从何而来？
什么概念？其实，这是一个——怎么说呢？一个非常粗略的估计，我使用了一个非常非常大的数字。科学家此前估计，哈勃体积内所有恒星的数量约为 7×10 的 22 次方，地球上所有沙子的总量估计是你的 10 的 21 次方的 7 倍。所以你的意思是它已经是一个非常非常大的数字，然后每年落下的雪花的数量必须包括在这个数字中，对吗？
是的，理论上我估计的数量只会多多少少，而且会非常广泛。好吧，让我们首先计算每年落下的雪花的 10 次方的 24 次方。那你刚才说是从古至今，那我们就要从地球降雪的条件说起，所以地球的整个历史就出现了。雪花的总数大约是 4×10 的 33 次方，对你来说有点大。好吧，如果你是概率的好朋友，有兴趣的可以自己计算一下。我这里直接说。一个结论是，即使像我刚才说的那么多雪花，两个分子排列相同的雪晶的概率仍然非常非常非常接近于零，或者我们可以换一个。
