La scienza dei fiocchi di neve (galleria macrofotografica)

Con l’arrivo dell’inverno arrivano anche le prime nevicate e con esse tanta geometria. Eh sì, perché se avete mai visto un fiocco di neve con una lente d’ingrandimento sapete di cosa stiamo parlando. Ma per quale ragione i fiocchi di neve hanno una geometria così ben definita e simmetrica?

I singoli cristalli di ghiaccio che compongono i fiocchi di neve sono cristalli in cui le molecole di acqua sono allineate in un insieme a simmetria esagonale. La solidificazione delle gocce di acqua presenti in atmosfera porta alla grandine, ma i cristalli di neve si formano invece a partire dal vapore acqueo presente in atmosfera che condensa direttamente in solido, senza passare per lo stato liquido. Il cristallo cresce e si sviluppa, dando origine alle incredibili forme che conosciamo.

Si forma innanzitutto un nucleo esagonale, dai 6 angoli dell’esagono si formano i rami del fiocco. Le diverse condizioni di umidità e temperatura affrontate dal fiocco durante la sua crescita portano alle diverse forme osservabili. La semplificazione esagonale è intuitiva, ma in realtà il fiocco è un oggetto tridimensionale, e gli esagoni costituiscono la base di un prisma esagonale.

I fiocchi di neve sono in realtà un bel problema dal punto di vista fisico, soprattutto nella previsione della loro geometria. Ogni minima variazione di temperatura e umidità genera infatti forme anche molto diverse nei fiocchi, tanto che anche i singoli fiocchi di una stessa nevicata possono essere molto diversi uno dall’altro e la previsione di queste forme risulta spesso impossibile. A partire dai vertici del nucleo esagonale (la simmetria esagonale è dovuta alla disposizione delle molecole di acqua nel cristallo di ghiaccio) si formano simultaneamente i 6 bracci del fiocco, in maniera quasi del tutto simmetrica, ma indipendentemente uno dall’altro: la loro somiglianza è dovuta semplicemente al fatto che tutti e 6 subiscono quasi esattamente lo stesso cammino tra le nubi, affrontando quindi quasi le stesse variazioni di umidità e temperatura.

Quei “quasi” sono importanti, perché infatti la maggior parte dei fiocchi di neve sono in realtà leggermente irregolari, e non veramente simmetrici. Nel seguente diagramma sono classificate le principali forme di fiocco di neve in funzione di umidità e temperatura.

http://www.snowcrystals.com/morphology/SnowflakeMorphology2med.jpg

Di seguito una galleria di fotografie del fotografo russo Alexey Kljatov, che ha scattato queste meravigliose fotografie tramite una tecnica particolare che spiega in questo articolo sul suo blog (le fotografie sono presenti grazie al suo permesso). Potete divertirvi a classificare i fiocchi presenti nelle fotografie all’interno del diagramma qui sopra.

Fonte: Snowcrystal.com

Ti piace quello che scriviamo? Scopri qui come puoi sostenerci!

Eureka! Quando l'ipotesi diventa teoria
Vi sarete accorti che molto spesso i termini "teoria" e "ipotesi" vengono spesso fraintesi dai "non addetti ai lavori". Vi è ormai una confusione di massa su questi due termini,
Perla di Giove immortalata durante il flyby

Questa foto è stata scattata dalla JunoCam l'11 dicembre 2016, alle 9:27 PST. In quel giorno la sonda della NASA Juno stava effettuando il suo terzo sorvolo (flyby) dell'atmosfera
Frascati ospiterà il Divertor Tokamak Test facility
Quasi ad un anno dalla consegna del primo dei diciotto magneti toroidali superconduttori per ITER (di cui avevamo parlato qui), arriva la notizia della scelta da parte
Il polo sud di Giove durante il flyby del 2 febbraio


Grandi cicloni ruotano attorno al polo sud di Giove, di quando in quando interrotti da ovali bianchi, in questa foto scattata dalla JunoCam a bordo della sonda
L'IAU riconosce i primi 227 nomi delle stelle: elenco completo
Molte delle stelle che conosciamo e delle quali diamo per scontato i nomi non hanno in realtà mai ricevuto il loro nome in maniera ufficiale dalla International
Nikola Tesla: 161 anni dalla nascita

Oggi nel lontano 1856 nasceva Nikola Tesla nella cittadina serba di Smiljan, ricordato come l'inventore del ventesimo secolo.
Eclettico, Tesla ha vissuto una vita travagliata, ricordiamo
Rømer e la scoperta della velocità della luce
Oggi diamo quasi per scontato che la velocità della luce sia finita, nonostante molto elevata (circa 300.000 km/s) ma in passato ci sono stati pareri discordanti, dovuti anche

Ti piace quello che scriviamo? Scopri qui come puoi sostenerci!

L'importanza della filosofia nella ricerca scientifica
Mi trovo spesso dentro discorsi dove si "disdegna" e si declassifica la filosofia nell'ambito scientifico, come se parlare di metafisica fosse un crimine contro l'umanità.
AlphaZero: la nuova IA che apprende da sé stessa
Le intelligenze artificiali possono battere i giocatori umani in giochi sempre più complessi, come gli scacchi, il Go e lo shogi. Un gruppo di ricerca di Google DeepMind
Le più belle foto del mese - Dicembre 2016
Sono qui raccolte le più belle immagini di dicembre pubblicate quotidianamente sulla pagina facebook di questo blog. Cliccate sulle immagini per vederne la descrizione e mettete
Storia dell'acqua marziana

Su Marte c'è acqua, e molte evidenze suggeriscono che in passato ve ne fosse molta di più. Come si è formata? Dove è andata a finire? In questo articolo presentiamo lo stato dell'arte sulle
Cos'è il meccanismo di Kozai

Le comete e molti oggetti transnettuniani hanno orbite veramente strane, decisamente diverse da quelle quasi circolari dei pianeti, pur essendosi formate a partire dalla dinamica della stessa
A tutto plasma! - Respirando l'alta atmosfera
Il 5 Marzo è stato acceso per la prima volta un propulsore elettrico air breathing, cioè un propulsore elettrico in cui entra una miscela di gas attraverso una presa d'aria
L'astuto Hans - il cavallo che sapeva contare
C'è stato un tempo in cui abbiamo creduto che la comunicazione fra uomo e animale potesse avvenire veramente. Di che tempo stiamo parlando?
Nella Berlino del 1904 viveva

Lascia un commento

Il tuo indirizzo email non sarà pubblicato. I campi obbligatori sono contrassegnati *

Questo sito usa Akismet per ridurre lo spam. Scopri come i tuoi dati vengono elaborati.

%d blogger hanno fatto clic su Mi Piace per questo: