前言：
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在1611年，他出版了一本名为《Strena seu de Nive sexangula》的小册子（关于雪的六重径向对称性）。开普勒指出，雪晶是由大气中冻结的水蒸气形成的。为了解释它们的几何形状，他认为必须存在肉眼看不见的较小的亚基。通过将子单元或单位单元排列为三角形和六边形，可以创建所需的较大冰晶对称形状。
雪晶的脆弱和短暂性质使它们成为科学研究的具有挑战性的对象。在1885年，来自佛蒙特州耶利哥的自学成才的农民威尔逊·本特利（Wilson A. Bentley），他是第一个拍摄雪晶的人。在他的一生中，他在照相板上捕获5000多个雪花，但没有发现两个相似的雪晶。
今天，我们知道雪晶的基本形状为六重几何形状，就像其他晶体一样，反映了原子在其分子结构中的排列。水分子由两个氢原子和一个氧原子组成。围绕原子核的电子分布迫使两个氢原子形成104.5度角。水分子作为一个整体应该是电中性的，但是较重的氧原子会吸引更多的电子，从而使水分子的一侧稍带负电，另一侧带正电。当水冻结时，双极性分子相互吸引，形成六方晶格。
每片雪花都始于地球上空较高的一层，距离地面至少1.6公里，那里的温度足够低。灰尘或花粉的斑点充当结晶核，将空气中的水蒸气捕获并形成最简单的雪花形状：称为钻石尘的微小六角形板。晶体角的生长速度会更快，因为形成每个臂的水分子撞击并粘在此处的概率大于光滑边缘上的概率。
但是，雪花的最终形状将根据遇到的环境因素而变化，例如温度、风、蒸气含量，融化和冻结周期以及生长速率。每个晶体都是独特的，不仅形状不同，而且化学“指纹”也不同。百万个氢原子中的一个是氘同位素，氢原子带有一个额外的中子。每个雪花都将包含一些水分子，其中包括氘原子。由于氘在大气中随机分布，因此即使外观相同的雪花其内在组成也不会相同。
了解雪晶的生长方式有助于未来技术的发展。现代集成电路和芯片使用稀有元素和硅晶体来工作。科学家希望，通过更好地了解晶体生长所必需的环境因素，有一天他们可以生产出具有定制特性的人造晶体。
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