Vì sao hoa tuyết đối xứng hoàn hảo?

17:17:2019/12/2017

Bạn có biết vì sao hoa tuyết có những hình dạng rất phức tạp nhưng đối xứng hoàn hảo không? Và bạn có biết rằng không có hai hoa tuyết nào hoàn toàn giống nhau không? Chúng ta hãy cùng tìm hiểu nhé.

Chắc hẳn ai trong chúng ta cũng đã từng nhìn thấy hình ảnh những hoa tuyết bằng giấy được dán lên tường trang trí trong dịp lễ hội mùa đông. Kích thước của mỗi hoa tuyết chỉ cỡ 1 mm, là những hình đối xứng lục giác rất phức tạp nhưng cũng rất hoàn hảo, không lẽ có những hoa tuyết như thế này thật sao?

Cấu trúc tinh thể của nước ở thể rắn

Một bông tuyết cấu tạo cơ bản từ nhiều phôi băng. Mỗi phôi băng lại do 5 phân tử nước kết hợp với nhau tạo thành. Trong đó, 4 phân tử nằm ở 4 góc của khối tứ diện, còn phân tử thứ 5 nằm ở trung tâm.

Nước ở thể rắn có cấu trúc tinh thể lục giác. Hình 1 mô tả tinh thể nước đá dưới những góc nhìn khác nhau, trong đó, chấm màu đỏ biểu diễn các phân tử Oxy, còn các gạch nối màu xám chính là các nguyên tử Hydro. Vì nước có công thức phân tử là H2O, nên xung quanh mỗi nguyên tử Oxy có hai nguyên tử Hydro. Chính tính đối xứng lục giác của các tinh thể nước ở thể rắn đã làm cho hoa tuyết cũng có tính đối xứng lục giác.

Hình bên vẽ sơ đồ cấu tạo một bông tuyết, gồm nhiều phôi băng kết hàng lại với nhau. Mỗi hình tròn là một phân tử nước. Đỉnh của hình tứ diện này nối với đáy của tứ diện kia. Bạn sẽ dễ dàng nhận ra những hình lục giác trong kết cấu này.

Tuy nhiên, nếu chỉ đơn giản là kết hợp các phôi nước ở trạng thái tĩnh thôi thì chưa hẳn đã có những bông hoa tuyết đối xứng. Các nhà khoa học cho biết, khi bay trong không trung, bản thân bông tuyết luôn xoay quanh một trục của chính nó, vì vậy nó rất cân xứng và luôn giữ được hình dạng lục giác trong quá trình vận động.

Tổng hợp

0901 456 913 smtp.gmail.com