雪の結晶
基礎工学部 化学応用科学科 合成化学コース 2回生
山家裕之
森嶋里恵
雪
雪とは、空気中の水蒸気が直接相転移したもの
氷や雪が六方結晶になるのは、水分子が六方に並んでいるためである。
「雪は天からの手紙」
普通の氷:Ih
自由な水分子のH-O-Hの角度は104.52°
普通の氷Ih中では1つの酸素原子の周りに、4つの酸素分子が最近接しており、4面体構造(テトラへドロン)をとっている。
この時のO-O-Oの角度は109.47°であり、水分子のH-O-Hの角度104.52°と一致しない。
室温でできる氷:ice 6 と ice 7
写真はice 6です。室温で1ギガパスカル以上の圧力をかけるとできます。
(極限量子科学研究センター加賀山先生にご協力いただきました。)
平松式ペットボトル人工雪発生装置
平松式ペットボトル人工雪発生装置とは?
装置の原理
雪の成長に必要なもの
1.氷点下の低温 ドライアイス
2.凝結核 細い釣り糸等
3.過飽和の水蒸気 息
装置の特徴
1.水蒸気を息ですませる点
2.観察しやすい点
3.簡単に作れる点
テグス
2号(250μm) | 0.8号(148μm) | 0.2号(74μm) |
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山羊毛
ヨウ化銀なし | ヨウ化銀あり |
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一部にシダ状結晶 | シダ状結晶が大きく成長 |
ガラス管
ヨウ化銀なし | ヨウ化銀あり |
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結晶ができなかった | 結晶ができなかった |
結果(まとめ)
テグスの太さ | 250 μm | 148 μm | 74 μm |
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結晶 | 大きなシダ状結晶 | 霜が付いた | 小さいシダ状結晶 |
ヨウ化銀あり | ヨウ化銀なし | |
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山羊毛 | 大きなシダ状結晶 | 一部にシダ状結晶 |
ガラス管 | 結晶ができなかった | 結晶ができなかった |
総括
その他
リボンをほぐして取り出した糸で作った人工雪。
これが一番きれいだったかも…
CaltechのK. G. Libbrecht先生の人工雪のようにきれいにはなかなかできないようです。