The science of snowflakes - Maruša Bradač

תרגום: Ido Dekkers עריכה: Tal Dekkers

If you ever find yourself gazing at falling snow,

אם אי פעם מצאתם את עצמכם מביטים בשלג נופל,

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

למה לא לתפוש כמה פתיתי שלג על הכפפה שלכם ולבחון את צורתם?

You might notice that they look symmetrical,

אולי שמתם לב שהם נראים סימטריים,

and if you look closely,

ואם תביטו מקרוב,

you'll see they have six sides.

תראו שיש להם שש צלעות.

You could say a snowflake is simply frozen water,

הייתם יכולים להגיד שפתית שלג הוא רק מים קפואים,

but compare one with an ice cube from the freezer,

אבל השוו אחד לקוביית קרח במקפיא,

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

ותבינו שהם דברים שונים לחלוטין.

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

בניגוד לקוביות קרח, שנוצרות כשנוזל קופא למוצק,

snowflakes form when water vapor turns straight into ice.

פתיתי שלג נוצרים כשאדי מים הופכים ישירות לקרח.

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

אבל זה עדיין לא מסביר למה לפתיתי שלג יש שש צלעות.

To understand that,

כדי להבין את זה,

we need to delve deeper into the physics of water.

אנחנו צריכים להתעמק בפיזיקה של מים.

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

מים עשויים משני אטומי מימן ואטום חמצן אחד.

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

לכן למולקולת מים בודדת יש עשרה פרוטונים ועשרה אלקטרונים,

eight from oxygen and one from each hydrogen atom.

שמונה מהחמצן ואחד מכל אטום מימן.

The two electrons from oxygen's outer shell

שני האלקטרונים מהקליפה החיצונית של החמצן

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

משותפים עם שני אלקטרונים משני אטומי המימן כשהם מקושרים יחד,

and the remaining four outer shell electrons from oxygen

ושאר ארבעת האלקטרונים בקליפה החיצונית מהחמצן

form two pairs.

יוצרים שני זוגות.

We call the bonds between these atoms covalent bonds.

אנחנו קוראים לקשרים בין האטומים האלה קשרים קווולנטיים.

The pairs of electrons are all negatively charged.

זוגות האלקטרונים כולם בעלי מטען שלילי.

Similar charges repel,

מטענים דומים דוחים,

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

כך שהם נוטים להשאר הרחק אחד מהשני ככל האפשר.

The pairs form four electron clouds,

הזוגות יוצרים ארבעה ענני אלקטרונים,

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

שניים בהם המימן והחמצן חולקים אלקטרונים.

The repulsion between the unbonded pairs

הדחיה בין הזוגות הלא קושרים

is even stronger than repulsion between the shared pairs,

היא אפילו חזקה יותר מהדחיה בין האלקטרונים המשותפים,

so the two hydrogens get pushed a little further

אז שני המימנים נדחקים מעט יותר

to an angle of 104.5 degrees.

לזוית של 104.5 מעלות.

The water molecule as a whole is electrically neutral,

מולקולת המים בכללותה היא ניטרלית חשמלית,

but oxygen gets a larger share of electrons,

אבל החמצן מקבל חלק גדול יותר של האלקטרונים,

making it slightly negative and the hydrogens slightly positive.

מה שעושה אותו מעט יותר שלילי ואת המימן למעט חיובי.

Due to its negative charge,

בשל המטען השלילי שלו,

the oxygen in one molecule

החמצן במולקולה אחת

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

נמשך למטען החיובי של המימן במולקולה אחרת.

And so a weak bond between the two molecules,

וכך קשר חלש בין שתי המולקולות,

called a hydrogen bond, is formed.

שנקראות קשר מימן, נוצר.

When water freezes, this bonding occurs on repeat,

כשמים קופאים, הקשר הזה מתרחש באופן חוזר,

ultimately forming a hexagonal structure

ולבסוף יוצר מבנה משושה

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

בשל הזוית בן המימן לחמצן בתוך כל מולקולה.

This is the seed of a snowflake,

זה הזרע של פתית השלג,

and it retains a hexagonal shape as it grows.

והוא שומר על צורה משושה כשהוא גדל.

As the snowflake moves through the air,

כשפתית השלג נע באויר,

water vapor molecules stick to the six sharp edges

מולקולות אדי מים נדבקות לשש הפאות החדות

and expand the snowflake outwards, bit by bit.

ומרחיבות את הפתית החוצה, שלב אחרי שלב.

A snowflake's developing shape depends on atmospheric conditions,

הצורה המתפתחת של פתית תלויה בתנאים אטמוספרים,

like humidity and temperature.

כמו לחות וטמפרטורה.

As a snowflake falls,

כשהפתית נופל,

changes in weather conditions can affect how it grows,

שינויים בתנאי מזג האויר יכולים להשפיע על איך הוא גדל,

and even small differences in the paths two snowflakes take

ואפילו הבדלים קטנים בנתיבים ששני פתיתי שלג לוקחים

will differentiate their shapes.

יצרו הבדל בצורה שלהם.

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

עם זאת, מאחר והתנאים בששת הפאות החדות של הצורה של פתית אחד דומות,

a symmetric snowflake can grow.

פתית סימטרי יכול לגדול.

Weather conditions affect snow on the ground, as well.

תנאי מזג האויר משפיעים גם על שלג על הקרקע.

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

טמפרטורות קרקע גבוהות יותר מייצרות שלג רטוב יותר שקל יותר לדחוס

because liquid water molecules help snowflakes stick to each other.

מפני שמולקולות מים נוזליים עוזרות לפתיתי שלג להדבק אחד לשני.

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

שלג נמס גם משחק תפקיד קריטי בפעילות חורפית אחרת, סקי.

Completely dry snow is very difficult to ski on

על שלג יבש לגמרי מאוד קשה לעשות סקי

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

מפני שיש יותר מדי חיכוך בין הפתיתים המשוננים ופני השטח של המחליקיים.

So what's happening is that as skis move,

אז מה שקורה כשהמחליקיים נעים,

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

הם משפשפים את פני השלג ומחממים אותו,

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

יוצרים שכבה דקה של מים, שעוזרת להם להחליק הלאה.

So technically, it's not really snow skiing,

אז טכנית, זה לא באמת סקי שלג,

but water skiing.

אלא סקי מים.

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

אבל זה נכון שלא משנה כמה חזק אתם מביטים,

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

אתם כמעט בוודאות לא תמצאו שני פתיתים זהים,

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

וזה מסתורין שמדענים עדיין מנסים לפתור,

though we know that it has to do

למרות שאנחנו יודעים שזה קשור

with the many possible branching points in snowflake formation,

לכמות האפשרויות לנקודות הסתעפות ביצירת פתיתי שלג,

and the differences in temperature and humidity,

וההבדל בטמפרטורות והלחות,

and while we wait for the answer,

ובעוד אנחנו מחכים לתשובה,

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

אנחנו יכולים להנות מצפיה בפרקטלים הקטנים האלה שנופלים מהשמיים.