The science of snowflakes - Maruša Bradač

Translator: Pavlina Koleva Reviewer: Anton Hikov

If you ever find yourself gazing at falling snow,

Ако често ви се случва да наблюдавате падащия сняг

why not catch a few snowflakes on your glove and examine their shapes?

защо не си хванете снежинки върху ръкавицата и да разгледате формата им?

You might notice that they look symmetrical,

Може да забележите, че са симетрични,

and if you look closely,

а ако се вгледате

you'll see they have six sides.

ще видите, че имат шест лъча.

You could say a snowflake is simply frozen water,

Може да се каже, че снежинките са просто замръзнала вода,

but compare one with an ice cube from the freezer,

но ако сравните някоя с кубче лед от фризера

and you'll realize they're very different things.

ще разберете че са много различни неща.

Unlike ice cubes, formed when liquid freezes into a solid,

За разлика от кубчетата лед, формирани от течност превръщаща се в твърдо вещество,

snowflakes form when water vapor turns straight into ice.

снежинките се образуват от пара, замръзваща директно в лед.

But that still doesn't explain why snowflakes have six sides.

Но това все пак не обяснява защо снежниките имат 6 лъча.

To understand that,

За да разберем това,

we need to delve deeper into the physics of water.

ще трябва да задълбаем във физиката на водата.

Water is made out of two hydrogen atoms and one oxygen atom.

Водата е изградена от два водородни атома и един кислороден.

A single water molecule thus has ten protons and ten electrons,

Една водна молекула тогава има десет протона и десет електрона,

eight from oxygen and one from each hydrogen atom.

осем от кислорода и по един от всеки водороден атом.

The two electrons from oxygen's outer shell

Двата електрона от външния слой на кислорода

are shared with two electrons from both hydrogens as they bond together,

са споделени с два електрона от водородите, тъй като се свързват,

and the remaining four outer shell electrons from oxygen

и останалите 4 електрона от външния слой на кислорода

form two pairs.

формират две двойки.

We call the bonds between these atoms covalent bonds.

Наричаме връзките между тези атоми ковалентни.

The pairs of electrons are all negatively charged.

Двойките електрони са отрицателно заредени.

Similar charges repel,

Еднаквите заряди се отблъскват,

so they tend to stay as far away from each other as possible.

затова стоят възможно най-далеч един от друг.

The pairs form four electron clouds,

Двойките образуват четири електронни облака,

two of which are where the hydrogen and oxygen share electrons.

два от които са където водорода и кислорода споделят електрони.

The repulsion between the unbonded pairs

Отблъскването на несвързаните двойки

is even stronger than repulsion between the shared pairs,

е по-силно от отблъскването между споделените двойки,

so the two hydrogens get pushed a little further

затова двата въглерода са избутани по-встрани,

to an angle of 104.5 degrees.

под ъгъл 104,5 градуса.

The water molecule as a whole is electrically neutral,

Водната молекула като цяло е електронно неутрална,

but oxygen gets a larger share of electrons,

но кислорода има повече електрони,

making it slightly negative and the hydrogens slightly positive.

което я прави леко отрицателна, а въглеродите леко положителни.

Due to its negative charge,

Поради отрицателния си заряд

the oxygen in one molecule

кислородът в една молекула

is attracted to the positive charge of the hydrogen in another molecule.

се привлича от положителния заряд на водорода в друга молекула.

And so a weak bond between the two molecules,

И затова слаба връзка между двете молекули

called a hydrogen bond, is formed.

наречена водородна връзка се формира.

When water freezes, this bonding occurs on repeat,

Когато водата замръзва, това свързване се случва многократно,

ultimately forming a hexagonal structure

формирайки шестоъгълна структура

due to the angle between hydrogens and oxygen within each molecule.

заради ъгъла между водорода и кислорода във всяка молекула.

This is the seed of a snowflake,

Това е сърцевината на снежинката,

and it retains a hexagonal shape as it grows.

и задържа шестоъгълната си форма, докато расте.

As the snowflake moves through the air,

Докато снежинката се движи във въздуха,

water vapor molecules stick to the six sharp edges

молекулите на водната пара залепват по шестте остри лъча

and expand the snowflake outwards, bit by bit.

и увеличават снежинката навън малко по малко.

A snowflake's developing shape depends on atmospheric conditions,

Формата на развитие на снежинката зависи от атмосферните условия,

like humidity and temperature.

като влажност и температура.

As a snowflake falls,

Докато снежинката пада,

changes in weather conditions can affect how it grows,

промени във времето могат да повлияят как расте

and even small differences in the paths two snowflakes take

и дори малки разлики в пътищата, които поемат две снежинки,

will differentiate their shapes.

ще разграничи формите им.

However, since conditions at the six sharp edges of one snowflake are similar,

Все пак, тъй като условията в шестте лъча на снежинката са подобни

a symmetric snowflake can grow.

снежинката расте симетрична.

Weather conditions affect snow on the ground, as well.

Метерологичните условия засягат и снега на земята.

Warmer ground temperatures produce a wetter snow that is easier to pack

По-високи температури на земята водят до мокър сняг, който е лесен за слепване,

because liquid water molecules help snowflakes stick to each other.

понеже течните водни молекули помагат на снежинките да се залепят една за друга.

Melted snow also plays a critical role in another wintry activity, skiing.

Разтопеният сняг играе важна роля и в друго зимно занимание, ските.

Completely dry snow is very difficult to ski on

Напълно сух сняг е труден за каране

because there's too much friction between the jagged snowflakes and the ski surface.

понеже има твърде голямо триене между назъбените снежинки

и повърхността на ските.

So what's happening is that as skis move,

Това което се случва е, че докато ските се движат,

they rub the surface of the snow and warm it up,

се трият в повърхността на снега и я загряват,

creating a thin layer of water, which helps them slide along.

създавайки тънък воден слой, който им помага да се приплъзват.

So technically, it's not really snow skiing,

Така че технически, не са снежни ски,

but water skiing.

а водни ски.

But it is true that no matter how hard you look,

Но е вярно, че колкото и да търсите

you're almost definitely not going to find two identical snowflakes,

почти сигурно е, че няма да намерите идентични снежинки,

and that's a mystery that scientists are still trying to solve,

а това е мистерия за учените, която все още се опитват да разгадаят

though we know that it has to do

макар, че знаем, че е свързано

with the many possible branching points in snowflake formation,

с многото възможни точки за разклоняване във формирането на снежинката

and the differences in temperature and humidity,

и разлики в температурата и влажността

and while we wait for the answer,

и докато чакаме отговорът,

we can enjoy watching these tiny fractals falling from the sky.

можем да се насладим да гледаме тези миниатюрни фрактали падащи от небето.