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2014年2月12日 (水)

2月8日の雪について

0208_1226 2014.2.8
雪の結晶の写真でも撮れないか、と玄関前に座り込みました。(お風呂椅子を持ってきて)
(ちゃんと洗った)黒い靴下に降ってくる雪を受けて、解ける前に撮影。
気温は氷点下なのであまり慌てることもないのですが。
さて、何回やっても、メインは針状の結晶。
六角形の板状結晶や樹枝状結晶は見えませんでした。

雪は天から送られた手紙である」と中谷宇吉郎先生がおっしゃっていますが、この手紙を読み解けるかな、私に。

★中谷ダイアグラムというものがあります。
http://www.kagashi-ss.co.jp/yuki-mus/research.html
中谷宇吉郎雪の科学館から引用。

中谷宇吉郎博士(1900~62)は、北海道大学で雪の研究を行いました。
・・・
1936年に世界で初めて人工雪を作ることに成功したのです。
・・・
温度と水蒸気量の値を変えれば結晶の形が違ってくることがわかり、2つの条件と形の関係を1つの図(図3。後に「中谷ダイヤグラム」と呼ばれる)にまとめました。
 この研究の意味を、博士は「雪は天から送られた手紙である」という有名な言葉で表現したのです。

このページに「中谷ダイヤグラム」という図があります。
縦軸は「水蒸気の量(%)」で100以上のところに雪のできる範囲があります。
相対湿度100%を超えている、つまり過飽和ですね。(最近は絶対湿度で表記することもあるようですから、単位に注意してください。)
横軸が温度で0℃から-20℃くらいの範囲。
この中谷ダイヤグラム中で、針状結晶のできる範囲は

水蒸気量は、110%~120%程度
温度は-5℃くらい

です。
過飽和度があまり高くなく、温度も比較的高い領域でできる結晶のようです。
これが私が「読んだ」「手紙の内容」ですが、素人ですから間違いがあるかもしれません。詳しい方のご批判をお願いします。

★雪の結晶というと六角形のイメージが強いのですが。
-15℃くらいで、過飽和度が低いと六角形の板状結晶、過飽和度が高いと六角形の樹枝状結晶。
のようです。
過飽和度が高いところで、いったん結晶が成長し始めると、水分子の供給が速く結晶の成長速度が速い、多分そのせいで樹枝状になるのでしょう。
ゆっくりだと板状になる。
そんな感じです。
{ミョウバンの結晶などを飽和溶液から育てるときも、温度降下が速いと、階段状の面が生成し、ゆっくりだときれいな正八面体になります。結晶の成長速度と形の間には関係があるのです。}

★思い出。
小学生の頃に毎週日曜の夕方に見ていた岩波の科学映画で、人工雪の結晶の生成を見たことがあります。
ウサギの毛に雪の結晶が成長していくシーンに感動しました。
あの一連の岩波科学映画は、私の理科系教養の基盤を形成しています。
おもしろかった。見ていると、本質的な部分がストンと理解できてしまう。
現在はDVDで手に入るのかもしれません。
{日曜の夕方6時ころ。草笛光子さんの「光子の窓」とくっついていたな、時間的に。シャボン玉ホリデーがそのあとに続いたのかな。もちろん白黒テレビです。}

中谷宇吉郎先生が出演したNHK教育テレビの物理講座というのもありました。
小学校の高学年だったかなぁ。
ものすごい記憶があります。
天秤の「刃」が埃を噛むと傾いて止まるから、揺らして読むという基本。
光テコを使って、スタジオいっぱいに天秤の揺れを拡大して見せたんですね。
天秤のことはなんか理解しちゃったし、光テコもわかってしまった。
ませた理科少年でしたでしょ。
シャーレに水銀を張って、針で中心に振動を与え、反射波と重なって定常波が生成するさまも見たなぁ。
波なのに静止しているんですもの、ガキはびっくりしました。
当時、NHKには自前の理科実験グループがなくって、理科講座の番組では、大学の先生が、助教授や助手の方を連れてきて実験を見せてくれたのです。実に高度な実験でした。
化学の講座の千谷利三先生の実験もすごかったなぁ。
申し訳ないが、NHKが自前のスタッフで実験するようになったら理科番組の実験の質がガタ落ちになったことは否めません。

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