天気 ・ 33/300
雪の結晶はなぜ六角形なの？
Why do snowflakes have six sides?
水の小さなつぶ（分子）がこおってつながるとき、六角形にならぶのがいちばん安定しているからだよ。だから氷の結晶は六角形から育つんだ。
やさしい英語でEasy English ・ 英検5〜4級くらい
Water is made of very tiny parts called molecules. When water freezes, these parts join in a pattern with six sides. Snow crystals grow from this pattern. Many have six arms, and the arms grow at the same time. Other snow crystals can look like small plates, columns, or needles.
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水は、分子というとても小さなつぶでできています。水がこおると、このつぶは六角形のもようになるようにつながります。雪の結晶は、このもようから育ちます。多くの結晶には6本のうでがあり、うでは同時に育ちます。ほかにも、小さな板や柱、針のような形の結晶があります。
ふつうの英語でStandard English ・ 英検3〜準2級くらい
Snowflakes begin in cold clouds when water vapor changes directly into ice on a tiny particle in the air. Water is made of molecules, and each water molecule is bent a little like a boomerang. In ordinary ice, the molecules join in an open pattern with six-sided rings. This pattern makes many snow crystals grow as tiny hexagonal plates or columns. As a crystal falls, its six corners can grow outward into arms by collecting more water vapor. The six arms are close together, so they pass through nearly the same changing air and often develop similar shapes. Temperature and the amount of water vapor control the details. Near minus fifteen degrees Celsius, when there is plenty of water vapor, crystals often grow into beautiful branching stars. However, not every snow crystal is a perfect six-armed star; some are columns, needles, or irregular shapes.
日本語の訳を見る
雪の結晶は、冷たい雲の中で、水蒸気が空気中の小さなつぶの上に直接氷となってつくときに生まれます。水は分子でできていて、水の分子はどれも、少しブーメランのように曲がっています。ふつうの氷の中では、分子がつながり、六角形の輪をもつ、すきまの多いもようをつくります。このもようによって、多くの雪の結晶は小さな六角形の板や柱として育ちます。結晶が落ちるとき、6つの角は水蒸気を集めて、外側へうでのようにのびることがあります。6本のうでは近くにあるので、ほとんど同じように変わる空気の中を通り、よく似た形になりやすいのです。細かい形は、気温と水蒸気の量で決まります。マイナス15℃近くで水蒸気がたくさんあると、枝分かれした美しい星の形になりやすくなります。ただし、雪の結晶がすべて、きれいな6本うでの星になるわけではありません。柱、針、いびつな形のものもあります。
この質問の英単語
- snowflake雪の結晶
- molecules分子
- freezesこおる
- ice氷
- crystal結晶
- armsうで
- corners角
超絶解説もっと知りたい人へ
六角形のひみつは水の分子の形
水の分子は、酸素のつぶ1つに水素のつぶ2つがくっついたもので、「く」の字のように約104.5度の角度で曲がっています。水がこおるとき、分子の水素は、となりの分子の酸素と手をつなぎます。こうして手をつなぎ合うと、分子は自然に6つずつの輪になって、ハチの巣のような六角形のあみの目をつくります。これが氷の結晶の「設計図」です。だから、雪の結晶は、小さな小さな六角形から育ち始めるのです。このあみの目はすきまが多いので、氷は水より軽くなり、水にうかびます。
400年前からのなぞ
1611年、ドイツの天文学者ケプラーは、コートのそでに落ちた雪の結晶を見て、「なぜ雪はいつも6つの角をもつのか」という小さな本を書きました。ケプラーは、ハチの巣やザクロのつぶのならび方とくらべながら考えましたが、答えにはたどり着けませんでした。なぞが解けたのは20世紀になってから。X線という目に見えない光を使って、氷の中で分子がどのようにならんでいるかを調べられるようになり、六角形のあみの目がはっきりわかったのです。
雪は天から送られた手紙
北海道大学の中谷宇吉郎（なかや・うきちろう）は、1936年、世界ではじめて、実験室で人工の雪の結晶をつくることに成功しました。マイナス数十℃に冷やした部屋で、ウサギの毛の先に結晶を育てたのです。中谷は、温度と水蒸気の量を変えると、結晶の形が板になったり、針になったり、木の枝のような星になったりすることを確かめ、その関係を1枚の図にまとめました。そして「雪は天から送られた手紙である」という言葉を残しました。結晶の形を読めば、空の高いところの温度やしめり具合がわかる、という意味です。
同じ形の雪はない？
1885年、アメリカの農家の青年ウィルソン・ベントレーは、顕微鏡にカメラをつけて、はじめて雪の結晶の写真をとりました。ベントレーは一生のあいだに5000枚以上の結晶を写しましたが、同じ形は1つもなかったといいます。複雑な結晶は、雲の中を落ちてくる道のりで、温度やしめり具合が少しずつちがうので、まったく同じ形になることは、まずないと考えられています。ただし、小さくて単純な六角柱の結晶なら、見分けがつかないほどそっくりなものもあり、1988年には、そっくりな2つの結晶が見つかったと報告されています。
みんなが驚く豆知識
雪の結晶の形は気温で変わります。おおよそマイナス3℃くらいまでは板、マイナス5℃前後は針や柱、マイナス15℃前後は木の枝のような星、マイナス22℃より寒いと、また柱の形になりやすいのです。
氷の六角形のあみの目はすきまが多いので、氷は水より約1割軽く、水にうきます。だから冬の池は上からこおり、氷の下の水の中で、魚たちは冬をこすことができるのです。
英語の snowflake の flake は「うすいかけら」という意味です。朝ごはんのコーンフレーク（cornflakes）の flake と同じ言葉。雪の結晶は、空からふってくる「うすい氷のかけら」なのです。
おうちでやってみよう
雪の日に、黒い画用紙を外に出して冷やしておき、ふってくる雪を受けて虫めがねで見てみよう。六角形の結晶が見えるかもしれないよ。息がかかるととけてしまうので、そっと観察してね。
英文と解説は、このコーナーのために子ども向けに書き下ろしたものです（AIと人が作成。Codex で英語・和訳・事実をチェックし、人の目でも順次確認しています）。100年以上前の原文をそのまま載せている「おはなし」のページとは分けています。
