تشکیلعلم

Polyhedra به طور منظم در طبیعت

چه می شد اگر فقط یک نوع شکل، مانند یک فرم وجود دارد، به عنوان یک مستطیل در جهان است؟ بعضی چیزها در همه درب، تریلر حمل بار، زمین فوتبال تغییر نکرده است - که همه آنها همان نگاه کنید. اما آنچه در مورد دستگیره؟ آنها امر می تواند کمی عجیب و غریب. چرخ یک ماشین؟ این امر می تواند ناکارآمد. و فوتبال؟ این سخت که حتی تصور است. خوشبختانه، جهان پر از اشکال مختلف است. آیا polyhedra به طور منظم در طبیعت؟ بله، و بسیاری از آنها را.

یک چند ضلعی چیست؟

به شکل یک چند ضلعی بود، نیاز به شرایط خاصی است. در مرحله اول، باید بسیاری از طرف و زاویه باشد. علاوه بر این، آن را باید یک فرم بسته شود. یک چند ضلعی منظم از چهره های با همه طرف و زاویه برابر است. بر این اساس، در اشتباه آنها ممکن است کمی تحریف شده است.

انواع چند ضلعی های منظم

حداقل تعداد دو طرف می تواند چند ضلعی منظم دارند چیست؟ یک خط می تواند بسیاری از احزاب است. دو طرف همچنین می تواند برآورده نمی و به شکل یک قالب بسته. سه طرف می تواند - به عنوان یک مثلث. و از آنجایی که ما صحبت در مورد یک چند ضلعی منظم که در آن همه طرف و زاویه برابر هستند، ما با اشاره به یک مثلث متساوی الاضلاع.

اگر شما طرف دیگر اضافه کنید، شما یک مربع است. می توانید یک مستطیل، که در آن احزاب برابر نیستند، یک چند ضلعی منظم است؟ نه، این رقم را یک مستطیل به نام. اگر شما یک سمت پنجم اضافه کنید، شما یک پنج ضلعی را دریافت کنید. بر این اساس، یک شش ضلعی، هفت ضلعی، octagons وجود دارد، و به همین ترتیب تا بینهایت.

هندسه

چند ضلعی ها انواع مختلف: باز، بسته و خود متقاطع. ابتدایی شکل هندسه چند ضلعی مسطح است، است که توسط یک زنجیره محدود از قطعات خط مستقیم محدود به شکل یک چند ضلعی بسته و یا در حد فاصل. راس و گوشه و کنار - این بخش لبه ها و یا دو طرف آن، و که در آن نقطه دو لبه را ملاقات کند، می باشد. قسمت داخلی چند ضلعی است که گاهی اوقات بدن خود را به نام.

polyhedra در زندگی انسان و طبیعت

در حالی که الگوهای پنج در بسیاری از اشکال زندگی بسیار است، جهان معدنی ترجیح می دهند یک تقارن دو، سه، چهار و شش برابر شده است. شش گوشه یک شکل متراکم فراهم می کند که حداکثر عملکرد ساختاری است. آن را در زمینه ای از مولکول ها و کریستال که در آن پنج شکل تقریبا هرگز رخ می دهد بسیار رایج است. استروئیدها، کلسترول، بنزن، ویتامینهای C و D، آسپرین، شکر، گرافیت - وجود تقارن شش برابر است. که در آن در طبیعت polyhedra به طور منظم وجود دارد؟ معماری شش ضلعی معروف ترین ایجاد شده توسط زنبور عسل، زنبورهای و اورلئانز.

شش مولکول های آب هسته هر یک از کریستال برف تشکیل می دهد. پس از آن معلوم یک دانه برف. جنبه های پرواز شکل چشم محکم بسته بندی شده آرایش شش ضلعی. برخی چندوجهیهای دیگر به طور منظم در طبیعت چیست؟ این بلورهای آب و الماس، ستون بازالت، سلول های اپیتلیال در چشم، برخی از سلول های گیاهی، و بیشتر. بنابراین، polyhedra به، از طبیعت، هر دو تحریک و تشجیع و بی جان، در حال حاضر در زندگی یک فرد را در یک مقدار زیادی و تنوع هستند.

چه چیزی باعث محبوبیت شش ضلعی؟

دانه های برف، مولکول های آلی، کریستال های کوارتز و بازالت ستونی شش ضلعی هستند. دلیل این کار این تقارن ذاتی خود است. مثال قابل توجه ترین یک سلول، یک ساختار شش ضلعی که باعث کاهش و به حداقل نقطه ضعف های فضایی است، از آنجا که تمام سطح مصرف می شود بسیار موثر است. چرا به سلول های یکسان تقسیم؟ زنبورها در طبیعت چندوجهی منتظم به منظور استفاده از آنها را برای نیازهای خود، از جمله ذخیره سازی از عسل و تخم مرغ تخمگذار ایجاد کنید. چرا طبیعت ترجیح شش ضلعی؟ پاسخ به این سوال ممکن است ریاضیات ابتدایی است.

  • مثلث. نگاهی 428 مثلث متساوی الاضلاع با طرف مورد 7.35 میلی متر. طول کل آنها 3 میلی متر * 7.35 * 428/2 = 47.2 سانتی متر است.
  • مستطیل. نگاهی 428 مربع با یک طرف از در مورد 4.84 میلی متر، طول کل 4 متر * 4.84 * 428/2 = 41.4 سانتی متر است.
  • شش گوش است. در نهایت، 428 شش ضلعی با اضلاع از 3 میلی متر، طول کل 6 * 3 میلی متر * 428/2 = 38.5 سانتی متر است.

واضح است که برای برنده شش گوش است. این است که این فرم کمک می کند تا برای به حداقل رساندن حداکثر فضا و اجازه می دهد تا یک منطقه کوچکتر به جای قطعه به عنوان بسیاری که ممکن است. همراه که در آن زنبور عسل ذخیره شهد کهربا خود، امکانات مهندسی دقیق، آرایه ای از سلول های منشوری با کامل شش ضلعی عرضی. دیوارهای موم ساخته شده برای دیدار ضخامت بسیار دقیق، سلول به آرامی تمایل به جلوگیری از ریزش عسل چسبناک، و کل ساختار مطابق با میدان مغناطیسی زمین تراز وسط قرار دارد. با کمال تعجب، در حالی که زنبور عسل در حال کار در هماهنگی.

چرا شش ضلعی؟ این هندسه ساده است

مثلث متساوی الاضلاع، مربع و شش ضلعی: اگر می خواهید جمع آوری با هم به همان اندازه و شکل سلول، به طوری که آنها تمام صفحه را پر کنید، آن را تنها سه اشکال منظم (با همه احزاب و با همان زاویه) کار خواهد کرد. از این سلولهای شش ضلعی کوچکترین طول کل دیوار در مقایسه با مثلث یا مربع از همان منطقه است.

بنابراین انتخاب زنبور عسل شش ضلعی را حس می کند. در دانشمند قرن هجدهم چارلز داروین گفت که سلول شش ضلعی "کاملا بی نقص در صرفه جویی در نیروی کار و موم." او معتقد بود که طبیعی انتخاب وقف غرایز از موم زنبور عسل برای ایجاد این سلول ها، که از مزیت ارائه انرژی و زمان نسبت به ایجاد اشکال دیگر کمتر بود.

نمونه هایی از polyhedra در طبیعت

چشم مرکب حشرات در یک شش ضلعی بسته بندی شده، در جایی که هر طرف - لنز به یک سلول شبکیه نازک بلند متصل می شود. ساختار توسط خوشه از سلول های بیولوژیکی اغلب اشکال با همان قوانین به عنوان حباب در محلول صابون کنترل داشته تشکیل شده است. ساختار میکروسکوپی چشم لبه - یکی از بهترین نمونه های. هر وجه شامل یک خوشه از چهار سلول حساس به نور، که همان شکل به عنوان مجموعه ای از چهار حباب معمولی است.

آنچه را که قواعد فیلم صابون تعیین و حباب فرم؟ طبیعت حتی بیشتر در مورد اقتصاد از زنبور عسل نگران کرده است. حباب های صابون و فیلم های ساخته شده از آب (با علاوه بر این از صابون) و کشش سطحی تساوی سطح مایع به طوری که برای آن یک فضای کوچکتر که ممکن است. به همین دلیل است قطره کروی (بیشتر یا کمتر)، زمانی که آنها قرار می گیرند: حوزه دارای یک سطح کوچکتر از هر شکل دیگری با همان حجم. در مومی شکل برگ قطرات آب به دانه های کوچک به همین دلیل کشیده شده است.

این مدل کشش سطحی یا باد کردن رفتس حباب و کف توضیح می دهد. اسفنج برای یک ساختار است که کمترین کشش سطحی در کل، که کوچکترین منطقه از دیوار ارائه نگاه خواهد کرد. اگر چه هندسه فیلم صابون در اثر تعامل نیروهای مکانیکی دیکته، آن را به ما بگویید که چه می شود به شکل فوم. فوم معمولی شامل یک چند وجهی اشکال سلول و اندازه. اگر شما نگاه از نزدیک، polyhedra به طور منظم در طبیعت - نه چندان درست باشد. لبه های آنها به ندرت کاملا مستقیم.

حباب درست

فرض کنید که شما می توانید یک فوم "کامل"، که در آن همه حباب به همان اندازه است. به صورت کامل از سلول، که باعث می شود حباب کلی منطقه دیوار به عنوان کوچک که ممکن است است. این شده است برای سال های بسیاری مورد بحث قرار گرفته، و برای یک مدت طولانی تصور می شد که به صورت ایده آل از سلول یک جسم چند وجهی 14 طرفه با مربع یا طرف شش ضلعی است.

مقرون به صرفه تر، اگر چه کمتر دستور ساختار، متشکل از یک گروه تکرار از هشت اشکال مختلف سلول در سال 1993 کشف شد. این مدل پیچیده تر به عنوان الهام بخش برای طراحی یک استادیوم فوم شنا در طول بازی های المپیک 2008 در پکن استفاده شد.

قوانین شکل گیری سلول ها در فوم همچنین برخی از الگوهای مشاهده شده در سلول های زنده را کنترل کنید. نه تنها یک انتگرال پرواز چشم همان جنبه بسته بندی شش ضلعی است که حباب تخت نشان می دهد. سلول های حساس به نور در هر یک از لنزهای فرد نیز به این گروه، که نگاه درست مثل حباب صابون متصل می شود.

چندوجهیهای جهانی در طبیعت

سلول های بسیاری از انواع مختلف موجودات زنده، از گیاهان به غشاء موش حاوی چنین ساختارهای میکروسکوپی است. هیچ کس نمی داند آنچه انجام می دهند، اما آنها خیلی گسترده، آن را عادلانه به فرض کنیم که آنها برخی از نقش مفید داشته باشد. شاید آنها جدا شده یکی از فرآیند بیوشیمیایی دیگر، اجتناب متقابل دخالت.

یا ممکن است به سادگی یک راه موثر برای ایجاد هواپیما کار بزرگ، از بسیاری از فرآیندهای بیوشیمیایی اتفاق در سطح غشا، که در آن آنزیم و سایر مولکول های فعال می توان گنجانیده شده است. هر تابع از polyhedra در طبیعت، زحمت به ایجاد دستورالعمل ژنتیکی پیچیده است، چرا که قوانین فیزیک آن را برای شما انجام خواهد داد.

برخی از پروانه ها دارای فلس بالدار حاوی پیچ و خم منظم از مواد با دوام به نام کیتین. قرار گرفتن در معرض امواج نور بازگشت از محدوده معمول و سازه های دیگر در سطح بال، منجر به این واقعیت است که طول موج های خاصی (به عنوان مثال، برخی از رنگ) ناپدید می شوند، در حالی که دیگران متقابل است. بنابراین، یک ساختار چند ضلعی یک ابزار عالی برای تولید رنگ حیوانات فراهم می کند.

به شبکه مرتب از مواد معدنی سخت، برخی از موجودات ظاهرا شکل غشاء نرم و انعطاف پذیر تشکیل می دهند، و پس از آن مواد جامد در داخل یکی از شبکه های در هم تنیده ی متبلور شده است. ساختار لانه زنبوری از کانال های میکروسکوپی در ستدس توخالی کیتین کرم دریایی غیر معمول شناخته شده به عنوان موس دریا، تبدیل این الگوها در فیبر نوری voloskopodobnye طبیعی که می تواند نور را هدایت تغییر آن از قرمز به سبز مایل به آبی بسته به جهت روشنایی. این تغییر رنگ را می توان مورد استفاده قرار گیرد برای جلوگیری از شکارچیان.

طبیعت بهترین می داند

گیاهان و جانوران فراوان در نمونه هایی از polyhedra در طبیعت، به عنوان جهان بی جان از سنگ ها و مواد معدنی است. از نقطه نظر صرفا تکاملی از این دیدگاه، ساختار شش ضلعی به یک رهبر در بهینه سازی مصرف انرژی است. علاوه بر مزایای آشکار (صرفه جویی در فضا) شبکه های چند وجهی ارائه تعداد زیادی از چهره، در نتیجه افزایش تعداد همسایه هایی که سودمند بر کل ساختار. نتیجه نهایی این است که اطلاعات سریعتر گسترش یافته است. چرا درست و غلط شش ضلعی به شکل ستاره polyhedra در طبیعت به طوری که اغلب رخ می دهد؟ احتمالا بنابراین لازم است. طبیعت بهترین می داند، او بهتر می داند.

Similar articles

 

 

 

 

Trending Now

 

 

 

 

Newest

Copyright © 2018 fa.delachieve.com. Theme powered by WordPress.