Ինչպես են ցրտահարության նախշերը ձևավորվում ապակու վրա: Ինչու՞ են ձմռանը պատուհանների նախշերը այդքան գեղեցիկ: trichyta աստղերի նախշերով

Քաոսային գծեր, լայն շերտեր և կամարներ, փայտի ամենափոքր մոտիվները... Ձմռանը գլխավոր նկարիչը սառնամանիքն է, որը յուրօրինակ նկարներ է նկարում պատուհաններին: Ինչպե՞ս է դա տեղի ունենում:

Գիտական ​​առումով, ապակու ներքին մակերեսին ցրտահարություն է առաջանում: Բանն այն է, որ ձմեռային սեզոնին պատուհանների մոտ օդի ջերմաստիճանը միշտ ավելի ցածր է, քան մնացած սենյակում։ Սառը օդը չի կարող պարունակել այնքան խոնավություն, որքան տաք օդը, այն ընկնում է ձմռանը սառնամանիքի կամ ամռանը ցողի տեսքով: Եթե ​​ապակու ջերմաստիճանը զրոյից բարձր է, ապա պատուհանները ծածկվում են խոնավության ամենափոքր կաթիլներով՝ մառախլում են (ակնոց կրողները կհասկանան, թե ինչի մասին է խոսքը)։ Իսկ եթե զրոյից ցածր է, ապա ջրի գոլորշին նստում է ոչ թե ջրի կաթիլների, այլ անմիջապես սառցե բյուրեղների տեսքով (այսինքն՝ ջուրը գազային վիճակից անմիջապես անցնում է պինդ վիճակի՝ սուբլիմացիա)։ Նման սառույցի բյուրեղները (hoarfrost) ծածկում են ապակին բարակ շերտով։

Իսկ նախշը կապված է սենյակում օդի շարժումների հետ՝ մարդիկ շարժվում են, գլխարկը աշխատում է, պատուհանները բացվում են օդափոխության համար, շրջանակներում բացեր կան և այլն։ Կարևոր դեր են խաղում ապակե մակերեսի առանձնահատկությունները (ամենափոքր քերծվածքները, փոշի կամ մատնահետքեր և այլն): Այս գործոնների համադրությունը կազմում է յուրօրինակ սառնամանիքային նախշ:

Ի դեպ, ոչ միայն պատուհանները կարող են ցրտահարվել, այլև բացասական ջերմաստիճանի սառեցված ցանկացած առարկա, որը շենք է բերվում փողոցից։ տաք սենյակ. Պարզապես սառնամանիքները նրանց վրա այնքան էլ տպավորիչ չեն թվում, և այդ առարկաները սովորաբար արագ տաքանում են մինչև սենյակային ջերմաստիճան: Մեկ այլ բան պատուհաններն են, որոնց ցածր ջերմաստիճանը պահպանվում է արտաքին ցրտից։

Եվ ամենակարևորը, պատուհանների վրա գծված նկարը նույնպես ցույց է տալիս, որ սենյակը վատ ջերմամեկուսացում ունի: Ժամանակակից կրկնակի ապակեպատ պատուհաններում, որտեղ օգտագործվում են երկու կամ նույնիսկ երեք ապակիներ, ցրտաշունչ նախշերը այլևս չեն ձևավորվում։ Այս դեպքում ակնոցների միջև զրոյական խոնավությամբ վակուում կա և սառը ապակու վրա (փողոցին հարող մեկի վրա) պարզապես նստելու բան չկա։ Այժմ ցրտաշունչ նախշերով շատ են գյուղերի տները, որոշ ավտոբուսների և տրոլեյբուսների պատուհանները։ Առաջընթացը հետևում է թողնում սիրավեպը...

Մարդու համար միշտ կարևոր է իմանալ, թե ինչպիսի եղանակ է լինելու, քանի որ դա ազդում է նրա ակտիվության և ինքնազգացողության վրա։ Դիտելով բնությունը վատ եղանակին և արևոտ օրերին, մթնշաղին և գիշերը, մարդիկ նշում էին այն բնորոշ նշանները, որոնք նախորդում են եղանակի որոշակի փոփոխություններին: Այսպիսով, կային բազմաթիվ նշաններ՝ ապացույցներ ժողովրդական իմաստություն, որոնցից շատերը հիմնված են պարզ ձյան օրինակի վրա:

Առավոտյան արևի պայծառության և ձմեռային մթնշաղի թանձր կապույտի մեջ պատուհանների վրա ձյան գեղեցիկ նախշ, երբ վաղ առավոտյան անկողնուց ես վեր կենում, ձգվում, գնում դեպի պատուհանը... Եվ, ախ, ՀՐԱՇՔ!! ! Կրկին կախարդանք կա պատուհանի վրա: Այո այո. Մի զարմացեք. Ամենաիրական կախարդանքը՝ առասպելական ծառեր, դյութիչ անտառ, անսովոր ծաղիկներ: Այն այնքան գրավիչ է գեղեցիկ, անսովոր և խորհրդավոր, որ ինձ միշտ հետաքրքրում է իմանալ՝ ինչու՞ է սառնամանիքը պատուհանների վրա ձյան նախշեր նկարում: Կարո՞ղ են օրինաչափությունները կանխատեսել եղանակը: Ի՞նչ կախարդական փոխակերպումներ են առաջանում ապակու վրա և արդյոք դրանք կախված են օդի ջերմաստիճանից:

Պարզվում է, որ դա ջուր է: Թափանցիկ ջրային գոլորշի, որը միշտ օդում է։ Նա նույնպես սենյակում է։ Եվ կրկնակի պատուհանների շրջանակների միջև՝ ամենուր: Ջրի տաք գոլորշին նստում է սառը ապակե պատուհանների վրա և վերածվում սառցե բյուրեղների, ինչպես ձյան փաթիլները երկնքում։ Նման բյուրեղները շատ են, դրանք կապված են միմյանց հետ։ Որպեսզի բյուրեղացումը սկսվի, առաջին սառցե բյուրեղները պետք է նստեն ինչ-որ բանի վրա: Դեռ չսառած պատուհանի վրա առաջին բյուրեղները հայտնվում են առաջին հերթին այն վայրերում, որտեղ ապակու վրա կան քերծվածքներ և կեղտ։ Երբեմն, ամբողջովին չսառեցված ապակու վրա, ցրտահարությունը հազիվ նկատելի քերծվածքի երկայնքով ձյան փաթիլների ծաղկեպսակ է շարում: Երբեմն թվում է, թե ապակին մաքուր է մաշված, և սառնամանիքը դրա վրա նախշեր է գծում՝ ցույց տալով անձեռոցիկի հետքերը, որն օգտագործվել է պատուհանը սրբելու համար:

Ապակու վրա առաջին սառցե բյուրեղները միշտ վեց ճառագայթ աստղեր են կամ վեցակողմ ցողուններ: Բայց, ավելանալով, ընդարձակվելով, հանդիպում են իրար, ճնշում են իրար, ծռվում, ծռվում։ Եվ նախշերը հայտնվում են:

Որքան ուժեղ է սառնամանիքը փողոցում, այնքան ավելի շատ սառույցի բյուրեղներ են ձևավորվում և

կպչում է ապակու քերծվածքներից և փոշու մասնիկներից:

Բյուրեղների աճի ժամանակ, հատկապես, եթե աճը շատ արագ է, հաճախ ձևավորվում են այսպես կոչված կմախքային ձևեր և ճյուղավորված բյուրեղներ կամ դենդրիտներ։ Դենդրիտիկ բյուրեղների օրինակներ են սառցե նախշերը ապակու և ձյան փաթիլների վրա:

Ձյան փաթիլներից կան «ափսեներ», «բուրգեր», «սյուներ», «ասեղներ», «նետեր», պարզ կամ բարդ «աստղեր»՝ բարձր ճյուղավորված ճառագայթներով։

Նրանցից յուրաքանչյուրն իր տեսակի մեջ եզակի է: Բայց միևնույն ժամանակ նրանք բոլորն ունեն վեց դեմք և համաչափության մեկ առանցք։

Սառցե բյուրեղների տարածական վանդակ:

Գնդիկները ներկայացնում են թթվածնի ատոմները; ջրածնի ատոմների դիրքերը

ցուցադրված չէ: Առաջինը, ով նկատել է ձյան փաթիլների այս առանձնահատկությունը, գերմանացի աստղագետ Յոհաննես Կեպլերն էր:

Գիտնականները պարզել են, որ ձյան բյուրեղի ձևը կրկնում է սառույցի մոլեկուլային կառուցվածքը. նրա բյուրեղյա վանդակը պարզապես բաղկացած է վեցանկյուններից:

Պարզվում է, որ ձյան բյուրեղի ներքին կառուցվածքն է որոշում նրա տեսքը։

Ձյան բյուրեղների առաջին համակարգված ուսումնասիրությունները ձեռնարկվել են 1930-ականներին ճապոնացի Ուկիհիրո Նակայայի կողմից: Նա առանձնացրեց ձյան փաթիլների 41 տեսակ, կատարեց առաջին դասակարգումը և պարզեց, որ ստացված սառցե բյուրեղների չափն ու ձևը կախված է ջերմաստիճանից և խոնավությունից։

Սառած պատուհանի ապակու վրա հեշտ է տեսնել, թե ինչպես են սառույցի բյուրեղները առաջանում, աճում և աստիճանաբար փոխում իրենց ձևը: Նախ, ցրտաշունչ գծագրերը սկսում են հայտնվել պատուհանի ներքևի մասում: Այն սովորաբար կուտակվում է այստեղ մեծ թվովջուրը, իսկ հետո ցրտաշունչ բյուրեղները աստիճանաբար բարձրանում են:

Պատուհանը ծածկած սառույցի անթափանց շերտից հնարավոր է մաքրել կլոր «ծակոցը»՝ շնչելով սառած ապակու վրա կամ մատը դնելով դրա վրա։ Եթե ​​դադարեք տաքացնել ծակոցը, այն կրկին կծածկվի սառույցի շերտով, ինչպես գետի վրա սառցե անցքը սառչում է սառնամանիքի սառը շնչից:

Եթե ​​ավելի ուշադիր նայեք, թե ինչպես է փակվում դիտակը, կարող եք տեսնել. նախ՝ բարակ ասեղները ձգվում են դրա ծայրերից մինչև մեջտեղը՝ նուրբ, հազիվ տեսանելի օրինակ: Այս ասեղներից նոր ասեղներ, փետուրներ, աստղեր ճյուղավորվում են դեպի կողքերը։ Առայժմ ամբողջ աչքը ծածկված է դրանցով, ինչպես ամենաբարակ ժանյակը, և աչքի ծայրերից աճում է ասեղների և աստղերի նոր շերտ, որը փակում է առաջին հյուսվածքը. առանձին ճյուղեր միացված են՝ միաձուլվելով շարունակական շերտի։ Այսպես են աճում սառցե բյուրեղները։

Նոր բյուրեղները միշտ սկսում են աճել աչքի ծայրերից՝ չհալված սառույցի շերտերից։ Դրա պարզ ու հասկանալի բացատրությունը կա՝ ջրի մասնիկների համար ավելի հեշտ է կցվել արդեն պատրաստված բյուրեղյա ցանցին, քան սկսել նոր ցանց կառուցել։

Ձյան բյուրեղը հաճախ աճում է ֆրակտալի նման՝ կազմելով բարդ անկանոն կառուցվածք, որի մասերը նման են ամբողջին։

Բնության մեջ ֆրակտալները կարելի է տեսնել ամենուր՝ լեռների, գետերի, ծովափերի, ծառերի, անոթային համակարգի ուրվագծերում... Եվ պատուհանների վրա ցրտաշունչ նախշերով:

Ֆրակտալները չափազանց անկանոն ճյուղավորված և ատամնավոր կառուցվածքով հավաքածուներ են։ Տերմինը մտցվել է Բ.Մանդելբորի կողմից 1975 թվականին, թեև նման առարկաները մաթեմատիկայում ուսումնասիրվել են 19-րդ դարի վերջից։ Ֆրակտալի հիմնական բնութագիրը նրա կոտորակային չափումն է։

Երբ օդը սառչում է, նրա խոնավությունը նվազում է, ավելորդ ջուրը խտանում է պատուհանի ապակի. Երբ օդի ջերմաստիճանը իջնում ​​է 0ºС-ից ցածր, ջուրը բյուրեղանում է։

Ինչու՞ են ցրտին գծագրերը հայտնվում պատուհանի ապակու վրա: Մի կողմից, բյուրեղներն իրենք ունեն իրենց կառուցվածքը, որը որոշում է նախշը: Բացի այդ, ապակե մակերեսի քերծվածքները, փոշու մասնիկները, օդային հոսանքները Ձմեռ պապին օգնում են գեղեցիկ նախշեր ստեղծել պատուհանների վրա։