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莫比乌斯带制作方法(莫比乌斯带)

更新时间:2023-11-19 18:51:04

导读 大家好,我是小环,我来为大家解答以上问题。莫比乌斯带制作方法,莫比乌斯带很多人还不知道,现在让我们一起来看看吧!1、对于这样一个看...

大家好,我是小环,我来为大家解答以上问题。莫比乌斯带制作方法,莫比乌斯带很多人还不知道,现在让我们一起来看看吧!

1、对于这样一个看来十分简单的问题,数百年间,曾有许多科学家进行了认真研究,结果都没有成功。

2、后来,德国的数学家麦比乌斯对此发生了浓厚兴趣,他长时间专心思索、试验,也毫无结果。

3、 有一天,他被这个问题弄得头昏脑涨了,便到野外去散步。

4、新鲜的空气,清凉的风,使他顿时感到轻松舒适,但他头脑里仍然只有那个尚未找到的圈儿。

5、 一片片肥大的玉米叶子,在他眼里变成了“绿色的纸条儿”,他不由自主地蹲下去,摆弄着、观察着。

6、叶子弯取着耸拉下来,有许多扭成半圆形的,他随便撕下一片,顺着叶子自然扭的方向对接成一个圆圈儿,他惊喜地发现,这“绿色的圆圈儿”就是他梦寐以求的那种圈圈。

7、 麦比乌斯回到办公室,裁出纸条,把纸的一端扭转180°,再将一端的正面和背面粘在一起,这样就做成了只有一个面的纸圈儿。

8、 圆圈做成后,麦比乌斯捉了一只小甲虫,放在上面让它爬。

9、结果,小甲虫不翻越任何边界就爬遍了圆圈儿的所有部分。

10、麦比乌斯圈激动地说:“公正的小甲虫,你无可辩驳地证明了这个圈儿只有一个面。

11、” 麦比乌斯圈就这样被发现了。

12、 奇妙的麦比乌斯圈 做几个简单的实验,就会发现“麦比乌斯圈”有许多让我们惊奇有趣的结果。

13、 你弄好一个圈,粘好,绕一圈后可以发现,另一个面的入口被堵住了,原理就是这样啊.莫比乌斯带[1]实验1 如果在裁好的一张纸条正中间画一条线,粘成“麦比乌斯圈”,再沿线剪开,把这个圈一分为二,照理应得到两个圈儿,奇怪的是,剪开后竟是一个大圈儿。

14、 实验2 如果在纸条上划两条线,把纸条三等分,再粘成“麦比乌斯圈”,用剪刀沿画线剪开,剪刀绕两个圈竟然又回到原出发点,猜一猜,剪开后的结果是什么,是一个大圈?还是三个圈儿?都不是。

15、它究竟是什么呢?你自己动手做这个实验就知道了。

16、你就会惊奇地发现,纸带不一分为二,一大一小的相扣环。

17、 有趣的是:新得到的这个较长的纸圈,本身却是一个双侧曲面,它的两条边界自身虽不打结,但却相互套在一起。

18、我们可以把上述纸圈,再一次沿中线剪开,这回可真的一分为二了!得到的是两条互相套着的纸圈,而原先的两条边界,则分别包含于两条纸圈之中,只是每条纸圈本身并不打结罢了。

19、 关于麦比乌斯圈的单侧性,可如下直观地了解,如果给麦比乌斯圈着色,色笔始终沿曲面移动,且不越过它的边界,最后可把麦比乌斯圈两面均涂上颜色 ,即区分不出何是正面,何是反面。

20、对圆柱面则不同,在一侧着色不通过边界不可能对另一侧也着色。

21、单侧性又称不可定向性。

22、以曲面上除边缘外的每一点为圆心各画一个小圆,对每个小圆周指定一个方向,称为相伴麦比乌斯圈单侧曲面圆心点的指向,若能使相邻两点相伴的指向相同,则称曲面可定向,否则称为不可定向。

23、麦比乌斯圈是不可定向的。

24、 麦比乌斯圈还有着更为奇异的特性。

25、一些在平面上无法解决的问题,却不可思议地在麦比乌斯圈上获得了解决。

26、比如在普通空间无法实现的“手套易位问题”:人左右两手的手套虽然极为相像,但却有着本质的不同。

27、我们不可能把左手的手套贴切地戴到右手上去;也不能把右手的手套贴切地戴到左手上来。

28、无论你怎么扭来转去,左手套永远是左手套,右手套也永远是右手套。

29、不过,倘若你把它搬到麦比乌斯圈上来,那么解决起来就易如反掌了。

30、 “手套易位问题”告诉我们:堵塞在一个扭曲了的面上,左、右手系的物体可以通过扭曲实现转换。

31、让我们展开想象的翅膀,设想我们的空间在宇宙的某个边缘,呈现出麦比乌斯圈式的弯曲。

32、那么,有朝一日,我们的星际宇航员会带着左胸腔的心脏出发,却带着右胸腔的心脏返回地球呢!瞧,麦比乌斯圈是多么的神奇!但是,麦比乌斯圈具有一条非常明显的边界。

33、这似乎是一种美中不足。

34、公元1882年,另一位德国数学家费力克斯•克莱茵(Felix Klein,1849~1925),终于找到了一种自我封闭而没有明显边界的模型,后来以他的名字命名为“克莱因瓶”。

35、这种怪瓶实际上可以看作是由一对麦比乌斯圈,沿边界粘合而成。

36、 “麦比乌斯带”有点神秘,一时又派 不上用场,但是人们还是根据它的特性编出了一些故事,据说有一个小偷偷了一位很老实农民的东西,并被当场捕获,将小偷送到县衙,县官发现小偷正是自己的儿子。

37、于是在一张纸条的正面写上:小偷应当放掉,而在纸的反面写了:农民应当关押。

38、县官将纸条交给执事官由他去办理。

39、聪明的执事官将纸条扭了个弯,用手指将两端捏在一起。

40、然后向大家宣布:根据县太爷的命令放掉农民,关押小偷。

41、县官听了大怒,责问执事官。

42、执事官将纸条捏在手上给县官看,从“应当”二字读起,确实没错。

43、仔细观看字迹,也没有涂改,县官不知其中奥秘,只好自认倒霉。

44、 县官知道执事官在纸条上做了手脚,怀恨在心,伺机报复。

45、一日,又拿了一张纸条,要执事官一笔将正反两面涂黑,否则就要将其拘役。

46、执事官不慌不忙地把纸条扭了一下,粘住两端,提笔在纸环上一划,又拆开两端,只见纸条正反面均涂上黑色。

47、县官的毒计又落空了。

48、 现实可能根本不会发生这样的故事,但是这个故事却很好地反映出“莫比乌斯带”的特点。

本文到此讲解完毕了,希望对大家有帮助。

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