هندسه دوجيني و كريستال‌هاي برف

[*مینا*]

شكل فوق انطباق رسم ستاره داوود توسعه يافته و عكس يك كريستال برف را نشان مي‌دهد ، شايد شكل فوق براي ما زياد جالب نباشد ولي اين تصوير براي علاقمندان به هنرهاي زيبا ، طراحي و گرافيك فوق‌العاده جالب است ، كافي است كه محل گذر خطوط موازي را از هر شش جهت به دقت برسي كنيد و به شگفتي‌هاي اين انطباق دست يابيد . كريستال‌هاي برف در ساختار كريستالي خود ، كاملا از اين رسم هندسي تبعيت مي‌كنند و اين موضوع مربوط به زاويه پيوند شيميايي عناصر اكسيژن و هيدروژن و پيوندهاي ملكولي ( يا هيدروژني ) آب در داخل شبكه كريستالي يخ ميشود كه در مباحث بعدي در مورد زواياي پيوندهاي شيميايي و ساختار هندسي كريستال‌ها و رابطه آنها با رسم ستاره داوود توسعه يافته ، مطالبي ارايه خواهد شد . يكي از شگفتي‌هاي خلقت خداوند متعال اين است كه از اول آفرينش تا آخر خلقت ، هيچ دو كريستال برف منجمد شده شبيه به هم و يكساني را نمي‌توان يافت ، در واقع شكل اين كريستال‌ها انحصاري بوده و هيچ وقت تكرار نمي‌شوند و بينهايت شكل ميتوان براي كريستال برف تصور نمود .

در شكل فوق محل تقاطع و مسير گذر خطوط را برسي كنيد .

به هر تعداد از كريستال‌هاي برف را كه مشاهده و برسي كنيم در نهايت به نتيجه مشابه قبلي مي‌رسيم . در واقع هيچ كريستال برف را نمي‌توان يافت كه تناسبات موجود در شكل توسعه يافته ستاره داوود را نقض كند . فقط اين موضوع را همواره بايد به ياد داشته باشيم كه با جزيي‌ترين حرارت محيطي بالاي صفر درجه اين كريستال‌ها تغيير شكل داده و ذوب ميشوند .

اين كريستال‌ها به قدري زيبا هستند كه ذوب شدن آنها انسان را اندوهگين مي‌كند ولي ذوب شدن آنها ، حياتي نو به طبيعت مي‌دهد و اين خود تسلي بخش و باعث برطرف شدن اندوه است و از طرف ديگر اين كريستال‌ها در شكل‌ها و طرح‌هاي ديگري مجددا شكل مي‌گيرند كه تصوير آنها ميتواند ياد و خاطره قبلي‌ها را زنده كند .

همانطور كه از شكل فوق مشخص است اين كريستال 12 پر است كه پره‌ها دو به دو در كنار هم قرار گرفته‌اند . در واقع اين كريستال ، دو كريستال برف 6 پر در هم ادغام شده ( كريستال دو قلو ) است . اين كريستال دو قلو زماني بوجود مي‌آيد كه دو جوانه كريستال برف به هم چسبيده و با هم شروع به رشد كنند .




" دانه‌هاي برف ، كريستالهايي از يخ هستند . كريستال يا بلور ماده‌اي است كه مولكولهاي سازنده آن به شيوه خاصي آرايش يافته‌اند كه به آن شبكه بلوري می‌گويند . مولكولهاي آب در يخ ، شبكه‌اي شش گوشه تشكيل مي‌دهند كه عكس آنها را در اين جا می‌بينيد . هر گلوله قرمز نماينده يك اتم اكسيژن است و هر ميله خاكستري يك اتم هيدروژن را نشان می‌دهد . در ازاي هر اكسيژن دو هيدروژن وجود دارد كه همان ساختمان معمول H2O است .

البته بايد توجه كرد كه برف ، قطرات يخ زده باران نيست . اين قطرات يخ زده يا تگرگ ، الگوي پيچيده و منظم دانه‌هاي برف را ندارند . بلورهاي برف از تراكم مستقيم بخار آب به يخ تشكيل می‌شوند كه فرآيندي است كه در ابرها روي می‌دهد . الگوي زيباي دانه‌هاي برف با رشد كريستال به وجود می‌آيد . شكل پايه و اصلي بلورهاي برف ، منشور شش گوشه‌اي است كه در شكل زير می‌بينيد :

اين شكل به اين دليل رخ می‌دهد كه بعضي سطوح بلور ، كه به آن وجوه رشد می‌گويند بسيار به آهستگي رشد می‌كنند . منشور شش گوشه ، دو وجه قاعده شش گوشه و 6 وجه مستطيلي دارد كه در شكل می‌بينيم . بنابراين اگر اين منشور بخواهد رشد كند دو راه برايش وجود دارد :
از راه قاعده و يا از راه وجه‌هاي جانبي و در اثر رشد شكلهاي صفحه مانند يا ستون مانند پديد خواهند آمد . اينكه كدام يك از شكلها پديد بيايند و بلور براي رشد كدام راه را انتخاب كند ، به سرعت رشد هر سطح بستگي دارد . بعضي دانه‌هاي برف همين منشورهاي شش گونه ساده هستند اما اكثر آنها شكلهاي پيچيده‌تري دارند . يعني انواع متفاوتي از بلور وجود دارد . حالا بايد ديد كه تحت چه شرايطي انواع مختلف بلور پديد می‌آيد ؟ اين نكته كليدي در درك بلورهاي برف است . اگر سعي كنيم كه اين بلورها را در آزمايشگاه و تحت شرايط معين درست كنيم ، می‌فهميم كه شكلهاي متفاوت به دما و درجه رطوبت موجود در محيط رشد بلور ، بستگي دارد . اين رفتار را در " نمودار مورفولوژي" می‌بينيم كه نشان می‌دهد كه تحت شرايط مختلف ، شكل بلور چگونه خواهد بود .

به اين نمودار توجه كنيد . شكل بلور بيش از هر چيز به دما بستگي دارد . در حوالي دماي 2- درجه سانتيگراد شكل صفحه‌اي بلورها به شكل ستوني تبديل می‌شود و دوباره در نزديكي 15- درجه سانتيگراد دوباره به شكل صفحه‌اي می‌رسيم و با رسيدن به دماي 30- درجه شكل بلورها مخلوطي از صفحه‌اي و ستوني است . با دقت بيشتر متوجه می‌شويم كه در رطوبت پايين ، بلورهاي برف شكلهاي ساده‌تري دارند و در رطوبتهاي بيشتر به سمت شكلهاي پيچيده‌تر می‌روند . دو شكل حدي يعني سوزنهاي باريك و دراز و صفحه‌هاي پهن نازك كه در دماي 5- و 15- رخ می‌دهند ، هر دو در شرايط رطوبت نسبتاً بالا پديد می‌آيند . "

منبع : سايت تبيان