当前位置:首页 > 数学课件 > 正文内容

莫比乌斯环有哪些应用?

zhao_admin6个月前 (11-21)数学课件40

要想知道莫比乌斯环在现实世界当中,都有哪些应用,就要先了解什么是莫比乌斯环。莫比乌斯环看起来只是个几何模型,但这个怪圈却有着丰富的逻辑内涵,它与自然p人类p科学p艺术等有深刻联系。莫比乌斯环是个较长纸圈,本身却是一个双侧曲面,两条边界本身虽不打结,但却能相互套在一起。如果用剪刀中央把它剪开,纸带不但不会一分为二,反倒能剪出两个环套环的双侧曲面。这种奇异的特性让莫比乌斯环在一些平面上无法解决的问题上,却能大有建树。

由于莫比乌斯环这种独特的概念,在生活中被广泛地应用到了建筑工业艺术和生产中。例如,我们经常看到车站、工厂的传送带,常用结构会有个缺点,也就是传送带单面会有较多磨损。不过,倘若你把它搬到莫比乌斯带上来,那么这个问题解决起来就非常容易了。于是,有人将传送带做成莫比乌斯带的形状,这样皮带可磨损面积就在增大,使应用力分布到两面,有效减缓橡胶老化,统计下来可延长使用周期一倍之多。

计算机打印机色带也有莫比乌斯环结构的功劳。生活中常见的录音机也是一个道理,将把录音机磁带做成莫比乌斯环状,就不存在需要区分正反两面,让磁带就只有一个面,这样就可以顺利嵌入三维空间。

运用莫比乌斯带原理我们可以建造出立交桥和道路,避免车辆行人的拥堵。许多游乐园中的过山车也是运用莫比乌斯带特性,来让过山车在轨道两面通过。丹麦建筑师事务所的设计作品,名为哈萨克斯坦新国家图书馆。其整个建筑呈向内循环的螺旋流线造型,分外简约雅致。

莫比乌斯环的意义是什么?

莫比乌斯圈循环往复的几何特征,蕴含着永恒、无限的意义,因此常被用于各类标志设计。

哲学上的意义:沿中线剪开,第一次,得到一个更大的环;第二次及以以后,每次得到两个互相嵌套的环。即世界是普遍联系的。

数学意义:传统的三维世界里,所有的维度都是直线式的,但如果将旋转视为一种纬度,则相对容易对莫比乌斯带进行解释。

从莫比乌斯带的结构来看,它包含了一个水平360度旋转的维度,同时包含了一个垂直方向上360度旋转的维度,加上带子本身的平面(x,y)维度,莫比乌斯带总共是四个维度。

来源

公元1858年,两名德国数学家莫比乌斯和Johann Benedict Listing分别发现,一个扭转180度后再两头粘接起来的纸条,具有魔术般的性质。与普通纸带具有两个面(双侧曲面)不同,这样的纸带只有一个面(单侧曲面),一只小虫可以爬遍整个曲面而不必跨过它的边缘,这一神奇的单面纸带被称为“莫比乌斯带”。

作为一种典型的拓扑图形,莫比乌斯带引起了许多科学家的研究兴趣,并在生活和生产中有了一些应用。例如,动力机械的皮带就可以做成“莫比乌斯带”状,这样皮带就不会只磨损一面了。此外,莫比乌斯带也是艺术家眼中的经典造型。

扫描二维码推送至手机访问。

版权声明:本文由PPT写作技巧发布,如需转载请注明出处。

本文链接:http://www.ppt3000.com/post/83991.html

分享给朋友:

相关文章