The science of snowflakes - Maruša Bradač

557,960 views ・ 2015-12-22

TED-Ed


אנא לחץ פעמיים על הכתוביות באנגלית למטה כדי להפעיל את הסרטון.

תרגום: Ido Dekkers עריכה: Tal Dekkers
00:07
If you ever find yourself gazing at falling snow,
0
7761
3318
אם אי פעם מצאתם את עצמכם מביטים בשלג נופל,
00:11
why not catch a few snowflakes on your glove and examine their shapes?
1
11079
4263
למה לא לתפוש כמה פתיתי שלג על הכפפה שלכם ולבחון את צורתם?
00:15
You might notice that they look symmetrical,
2
15342
2096
אולי שמתם לב שהם נראים סימטריים,
00:17
and if you look closely,
3
17438
1345
ואם תביטו מקרוב,
00:18
you'll see they have six sides.
4
18783
2341
תראו שיש להם שש צלעות.
00:21
You could say a snowflake is simply frozen water,
5
21124
3093
הייתם יכולים להגיד שפתית שלג הוא רק מים קפואים,
00:24
but compare one with an ice cube from the freezer,
6
24217
2656
אבל השוו אחד לקוביית קרח במקפיא,
00:26
and you'll realize they're very different things.
7
26873
2929
ותבינו שהם דברים שונים לחלוטין.
00:29
Unlike ice cubes, formed when liquid freezes into a solid,
8
29802
4205
בניגוד לקוביות קרח, שנוצרות כשנוזל קופא למוצק,
00:34
snowflakes form when water vapor turns straight into ice.
9
34007
4684
פתיתי שלג נוצרים כשאדי מים הופכים ישירות לקרח.
00:38
But that still doesn't explain why snowflakes have six sides.
10
38691
3729
אבל זה עדיין לא מסביר למה לפתיתי שלג יש שש צלעות.
00:42
To understand that,
11
42420
1708
כדי להבין את זה,
00:44
we need to delve deeper into the physics of water.
12
44128
3628
אנחנו צריכים להתעמק בפיזיקה של מים.
00:47
Water is made out of two hydrogen atoms and one oxygen atom.
13
47756
4593
מים עשויים משני אטומי מימן ואטום חמצן אחד.
00:52
A single water molecule thus has ten protons and ten electrons,
14
52349
5163
לכן למולקולת מים בודדת יש עשרה פרוטונים ועשרה אלקטרונים,
00:57
eight from oxygen and one from each hydrogen atom.
15
57512
3436
שמונה מהחמצן ואחד מכל אטום מימן.
01:00
The two electrons from oxygen's outer shell
16
60948
2402
שני האלקטרונים מהקליפה החיצונית של החמצן
01:03
are shared with two electrons from both hydrogens as they bond together,
17
63350
5199
משותפים עם שני אלקטרונים משני אטומי המימן כשהם מקושרים יחד,
01:08
and the remaining four outer shell electrons from oxygen
18
68549
3179
ושאר ארבעת האלקטרונים בקליפה החיצונית מהחמצן
01:11
form two pairs.
19
71728
2116
יוצרים שני זוגות.
01:13
We call the bonds between these atoms covalent bonds.
20
73844
4019
אנחנו קוראים לקשרים בין האטומים האלה קשרים קווולנטיים.
01:17
The pairs of electrons are all negatively charged.
21
77863
2949
זוגות האלקטרונים כולם בעלי מטען שלילי.
01:20
Similar charges repel,
22
80812
1832
מטענים דומים דוחים,
01:22
so they tend to stay as far away from each other as possible.
23
82644
4075
כך שהם נוטים להשאר הרחק אחד מהשני ככל האפשר.
01:26
The pairs form four electron clouds,
24
86719
2639
הזוגות יוצרים ארבעה ענני אלקטרונים,
01:29
two of which are where the hydrogen and oxygen share electrons.
25
89358
4561
שניים בהם המימן והחמצן חולקים אלקטרונים.
01:33
The repulsion between the unbonded pairs
26
93919
2309
הדחיה בין הזוגות הלא קושרים
01:36
is even stronger than repulsion between the shared pairs,
27
96228
3589
היא אפילו חזקה יותר מהדחיה בין האלקטרונים המשותפים,
01:39
so the two hydrogens get pushed a little further
28
99817
3369
אז שני המימנים נדחקים מעט יותר
01:43
to an angle of 104.5 degrees.
29
103186
4018
לזוית של 104.5 מעלות.
01:47
The water molecule as a whole is electrically neutral,
30
107204
3243
מולקולת המים בכללותה היא ניטרלית חשמלית,
01:50
but oxygen gets a larger share of electrons,
31
110447
2819
אבל החמצן מקבל חלק גדול יותר של האלקטרונים,
01:53
making it slightly negative and the hydrogens slightly positive.
32
113266
4594
מה שעושה אותו מעט יותר שלילי ואת המימן למעט חיובי.
01:57
Due to its negative charge,
33
117860
1442
בשל המטען השלילי שלו,
01:59
the oxygen in one molecule
34
119302
1990
החמצן במולקולה אחת
02:01
is attracted to the positive charge of the hydrogen in another molecule.
35
121292
5135
נמשך למטען החיובי של המימן במולקולה אחרת.
02:06
And so a weak bond between the two molecules,
36
126427
2530
וכך קשר חלש בין שתי המולקולות,
02:08
called a hydrogen bond, is formed.
37
128957
2594
שנקראות קשר מימן, נוצר.
02:11
When water freezes, this bonding occurs on repeat,
38
131551
4078
כשמים קופאים, הקשר הזה מתרחש באופן חוזר,
02:15
ultimately forming a hexagonal structure
39
135629
2349
ולבסוף יוצר מבנה משושה
02:17
due to the angle between hydrogens and oxygen within each molecule.
40
137978
4887
בשל הזוית בן המימן לחמצן בתוך כל מולקולה.
02:22
This is the seed of a snowflake,
41
142865
2628
זה הזרע של פתית השלג,
02:25
and it retains a hexagonal shape as it grows.
42
145493
3216
והוא שומר על צורה משושה כשהוא גדל.
02:28
As the snowflake moves through the air,
43
148709
2092
כשפתית השלג נע באויר,
02:30
water vapor molecules stick to the six sharp edges
44
150801
4325
מולקולות אדי מים נדבקות לשש הפאות החדות
02:35
and expand the snowflake outwards, bit by bit.
45
155126
4108
ומרחיבות את הפתית החוצה, שלב אחרי שלב.
02:39
A snowflake's developing shape depends on atmospheric conditions,
46
159234
3860
הצורה המתפתחת של פתית תלויה בתנאים אטמוספרים,
02:43
like humidity and temperature.
47
163094
2638
כמו לחות וטמפרטורה.
02:45
As a snowflake falls,
48
165732
1373
כשהפתית נופל,
02:47
changes in weather conditions can affect how it grows,
49
167105
3460
שינויים בתנאי מזג האויר יכולים להשפיע על איך הוא גדל,
02:50
and even small differences in the paths two snowflakes take
50
170565
3898
ואפילו הבדלים קטנים בנתיבים ששני פתיתי שלג לוקחים
02:54
will differentiate their shapes.
51
174463
2395
יצרו הבדל בצורה שלהם.
02:56
However, since conditions at the six sharp edges of one snowflake are similar,
52
176858
4848
עם זאת, מאחר והתנאים בששת הפאות החדות של הצורה של פתית אחד דומות,
03:01
a symmetric snowflake can grow.
53
181706
2731
פתית סימטרי יכול לגדול.
03:04
Weather conditions affect snow on the ground, as well.
54
184437
3115
תנאי מזג האויר משפיעים גם על שלג על הקרקע.
03:07
Warmer ground temperatures produce a wetter snow that is easier to pack
55
187552
4495
טמפרטורות קרקע גבוהות יותר מייצרות שלג רטוב יותר שקל יותר לדחוס
03:12
because liquid water molecules help snowflakes stick to each other.
56
192047
4749
מפני שמולקולות מים נוזליים עוזרות לפתיתי שלג להדבק אחד לשני.
03:16
Melted snow also plays a critical role in another wintry activity, skiing.
57
196796
5852
שלג נמס גם משחק תפקיד קריטי בפעילות חורפית אחרת, סקי.
03:22
Completely dry snow is very difficult to ski on
58
202648
3558
על שלג יבש לגמרי מאוד קשה לעשות סקי
03:26
because there's too much friction between the jagged snowflakes and the ski surface.
59
206206
5132
מפני שיש יותר מדי חיכוך בין הפתיתים המשוננים ופני השטח של המחליקיים.
03:31
So what's happening is that as skis move,
60
211338
2636
אז מה שקורה כשהמחליקיים נעים,
03:33
they rub the surface of the snow and warm it up,
61
213974
3530
הם משפשפים את פני השלג ומחממים אותו,
03:37
creating a thin layer of water, which helps them slide along.
62
217504
4017
יוצרים שכבה דקה של מים, שעוזרת להם להחליק הלאה.
03:41
So technically, it's not really snow skiing,
63
221521
3013
אז טכנית, זה לא באמת סקי שלג,
03:44
but water skiing.
64
224534
2250
אלא סקי מים.
03:46
But it is true that no matter how hard you look,
65
226784
2632
אבל זה נכון שלא משנה כמה חזק אתם מביטים,
03:49
you're almost definitely not going to find two identical snowflakes,
66
229416
4649
אתם כמעט בוודאות לא תמצאו שני פתיתים זהים,
03:54
and that's a mystery that scientists are still trying to solve,
67
234065
3696
וזה מסתורין שמדענים עדיין מנסים לפתור,
03:57
though we know that it has to do
68
237761
1576
למרות שאנחנו יודעים שזה קשור
03:59
with the many possible branching points in snowflake formation,
69
239337
3914
לכמות האפשרויות לנקודות הסתעפות ביצירת פתיתי שלג,
04:03
and the differences in temperature and humidity,
70
243251
2944
וההבדל בטמפרטורות והלחות,
04:06
and while we wait for the answer,
71
246195
1859
ובעוד אנחנו מחכים לתשובה,
04:08
we can enjoy watching these tiny fractals falling from the sky.
72
248054
5066
אנחנו יכולים להנות מצפיה בפרקטלים הקטנים האלה שנופלים מהשמיים.
על אתר זה

אתר זה יציג בפניכם סרטוני YouTube המועילים ללימוד אנגלית. תוכלו לראות שיעורי אנגלית המועברים על ידי מורים מהשורה הראשונה מרחבי העולם. לחץ פעמיים על הכתוביות באנגלית המוצגות בכל דף וידאו כדי להפעיל את הסרטון משם. הכתוביות גוללות בסנכרון עם הפעלת הווידאו. אם יש לך הערות או בקשות, אנא צור איתנו קשר באמצעות טופס יצירת קשר זה.

https://forms.gle/WvT1wiN1qDtmnspy7