晶体生长

迈向雪花的大统一理论,雪花结晶理论之父提出新思路

て烟熏妆下的殇ゞ 提交于 2020-01-02 23:29:35
  关于雪花的形状,虽然早在公元前 135 年,我国汉代文学家韩殷就对此提出过疑问,写道:“植被之花,均为五瓣,雪花却有六瓣”,但直到公元 1611 年,才有德国天文学家开普勒在其送给赞助者的一份文章中提出,<strong>“雪花的六角形外观绝非偶然,其背后一定有着什么尚不为人所知的原理,或许于自然形成的六角形就是自然界中最小的液体单位呈现形态”</strong>。   然而,就是北国之地如此常见的雪花,对于<strong>“雪花为什么会有那些特有的形状” 和“究竟有哪些因素影响着雪花的外形”这两个如此简单的问题,我们至今也没有答案</strong>。   近代对于雪花晶体成型的系统性研究始于 1930 年,日本科学家 Ukichiro Nakaya 开始对该问题进行研究,通过对温度和湿度进行控制,到 50 年代发现“星型的雪花倾向于在零下 2 到 15 摄氏度形成,柱形雪花则倾向于在零下 5 到 30 摄氏度形成,而星型雪花的形成过程在低湿度环境中不易出现分支,在高湿度环境中则倾向于长出更复杂、更高级的花边结果”。   虽然<strong>Ukichiro Nakaya 的开创性工作对晶体形状结构的研究做出了很大贡献,也引起了人们对于晶体生长问题的注意</strong>,比如有晶体在 “边缘极速向外扩张,在垂直于面的方向上成长缓慢” 的情况下,会倾向于长成更接近于二维的平面结构