科学家拍摄图像揭示水滴冰冻形成“冰晶树”

fengzhi2008

据英国每日邮报报道，这些令人难以置信的照片捕捉到水滴冻结的瞬间情景，它们呈现出一个“冰晶树”逐渐生长在一个水滴之上。这一美丽现象是由科学家拍摄到的，他将水珠放置在盘子上冷却至零下20摄氏度，并观看它的结冰过程。
  

单个水滴冰冻过程形成的树状结构，这一美丽的现象是荷兰特温特大学科学家拍摄视频记录下来的，他们将水滴放置在零下20摄氏度的冰冻盘子上，观测它的结冰过程。
  

相机近距离拍摄冰滴结冰过程，最初液态水滴拥有一个球面外形，之后伴随着降温冰冻在其顶部形成角状结构
水滴的液体形态是一个球形结构，但当冷却时则在顶端变成有角状，荷兰特温特大学物理学家奥斯卡-安立奎说：“由于当液态水转变成冰晶体时折射角度改变，这一固化过程通常能够非常清晰地观测到。”
当光线穿过密集物质，例如：从空气进入水中，它将折射或者在“弯曲”朝向一个线条，在两种物质之间边界形成90度。这种弯曲效应是由于光线在密集介质中传播速度较慢所致。
视频显示当水滴落在冰冻盘上子从下至上开始结冻，当水珠顶部仍保持水分时或多或少地处于球形结构。但是当液体冻结表面最后阶段时水滴的高度将增高，导致冰冻水滴顶部形成“山脉”或者“树梢”。
但之后出乎意料的是，冰滴锋利的顶部吸收空气中的水蒸汽，非常像一个锋利的金属避雷针触发电荷。逐渐地形成纤细的树状冰晶体，目前这些精美照片发表在流体物理学展览会上。
研究人员称，这一效应并未在其它液体中观测到，奇特冰晶树的出现是由于液态水冰冻时出现膨胀。结合剩余液体球形帽状结构表面张力的密封效应，冰晶树状结构将垂直增长。