متعددات منتظمة في الطبيعة

ماذا سيحدث لو كان هناك نوع واحد فقط من الشكل، مثل نموذج، كما مستطيل في العالم؟ لم تتغير بعض الأمور في جميع الأبواب، مقطورات نقل السلع، ملاعب لكرة القدم - أنهم جميعا بالطريقة نفسها. ولكن ماذا عن مقابض الأبواب؟ فإنها تكون غريبة بعض الشيء. عجلة سيارة؟ وسيكون من غير فعالة. وكرة القدم؟ ومن الصعب تخيل ذلك. لحسن الحظ، فإن العالم مليء العديد من الأشكال المختلفة. هل هناك المجسمات الثلاثية الأبعاد منتظمة في الطبيعة؟ نعم، والكثير منهم.

ما هو مضلع؟

إلى الرقم كان المضلع، يتطلب شروطا معينة. أولا، يجب أن يكون هناك العديد من الجوانب والزوايا. وبالإضافة إلى ذلك، ينبغي أن يكون شكل مغلق. مضلع منتظم هو شخصية مع جميع الاطراف والزوايا متساوية. وفقا لذلك، في الخطأ فإنها قد تكون مشوهة قليلا.

أنواع المضلعات المنتظمة

ما هو الحد الأدنى لعدد الجانبين يمكن أن يكون مضلع منتظم؟ سطر واحد يمكن أن يكون هناك الكثير من الأطراف. الجانبان ايضا لا تستطيع ان تلبي وتشكيل قالب مغلقة. A الأطراف الثلاثة يمكن - على شكل مثلث. وبما أننا نتحدث عن مضلع منتظم حيث كل الجوانب والزوايا متساوية، فإننا نشير إلى مثلث متساوي الأضلاع.

إذا قمت بإضافة جانب آخر، تحصل على مربع. يمكن مستطيل، حيث ليست متساوية الطرفين، يكون مضلع منتظم؟ لا، وسوف يطلق هذا الرقم مستطيل. إذا قمت بإضافة الجانب الخامس، وتحصل على البنتاغون. وفقا لذلك، هناك مسدس، المسبع، مثمن، وهلم جرا ما لا نهاية.

هندسة الابتدائية

المضلعات هي أنواع مختلفة: مفتوحة، مغلقة والمتقاطعة النفس. الرقم هندسة المضلع الابتدائية مسطح، والذي يحد من سلسلة محدودة من قطاعات خط مستقيم لتشكيل مضلع مغلق أو كفاف. هذه القطاعات هي أطرافها أو الجانبين، والنقاط التي تلتقي فيها اثنين من الحواف، و- القمم والزوايا. ويطلق على الجزء الداخلي من المضلع أحيانا جسده.

المجسمات الثلاثية الأبعاد في الطبيعة والحياة البشرية

في حين تكثر أنماط خماسية في العديد من أشكال المعيشة، والعالم المعدنية يفضل التماثل مزدوجة، الثلاثي، الرباعي وستة أضعاف. السداسي هو الشكل الكثيف الذي يوفر أقصى قدر من الأداء الهيكلي. ومن الشائع جدا في مجال الجزيئات والبلورات التي شكل خماسية يكاد يكون مطلقا يحدث. المنشطات، والكوليسترول، والبنزين، والفيتامينات C و D، والأسبرين، والسكر، والجرافيت - هو وجود التماثل ستة أضعاف. حيث في الطبيعة هناك المجسمات الثلاثية الأبعاد العادية؟ العمارة سداسية الأكثر شهرة التي أوجدتها النحل، الزنابير والدبابير.

ستة جزيئات الماء تشكل جوهر كل الكريستال الثلوج. لذلك تبين ندفة الثلج. جوانب تطير شكل العين معبأة بإحكام ترتيب سداسية. ما هي بعض المجسمات الثلاثية الأبعاد العادية الأخرى في الطبيعة؟ هذا بلورات الماء، والماس، والأعمدة البازلتية، والخلايا الظهارية في العين، وبعض الخلايا النباتية، وأكثر من ذلك. وهكذا، متعددات، بحكم طبيعتها، سواء تنشيط وجماد، موجودة في حياة الشخص في كمية كبيرة ومتنوعة.

سبب شعبية السداسي؟

الثلج، والجزيئات العضوية، وبلورات الكوارتز والبازلت عمودية هي السداسي. والسبب في ذلك هو التماثل الكامنة. المثال الأكثر إثارة للدهشة هو خلية، بنية سداسية مما يقلل إلى الحد الأدنى من العيب المكاني، حيث يتم استهلاك كامل سطح بكفاءة عالية. لماذا تقسم إلى خلايا متطابقة؟ النحل خلق في متعدد سطوح العادية الطبيعة من أجل استخدامها لحاجاته الخاصة، بما في ذلك تخزين العسل ووضع البيض. لماذا تفضل طبيعة السداسي؟ الإجابة على هذا السؤال قد يعطي رياضيات ابتدائية.

• مثلثات. خذ 428 مثلثات متساوية الأضلاع مع الجانبين حوالي 7.35 مم. من الطول الكلي هو 3 مم * 7.35 * 428/2 = 47.2 سم.
• المستطيلات. خذ 428 الساحات مع الجانب من حوالي 4.84 ملم، والطول الكلي هو 4 م * 4.84 * 428/2 = 41.4 سم.
• السداسي. وأخيرا، واتخاذ 428 السداسي مع الجانبين من 3 ملم، والطول الكلي هو 6 * 3 مم * 428/2 = 38.5 سم.

ما هو واضح هو الفوز السداسي. ومن هذا النموذج يساعد على تقليل المساحة القصوى ويسمح منطقة صغيرة لوضع العديد من القطع ممكن. الخلية التي النحل تخزين رحيق العنبر، هم روائع الهندسة الدقيقة، ومجموعة من الخلايا المنشورية مع المقطع العرضي سداسية الكمال. جدران مصنوعة من الشمع لتلبية سمك دقيق جدا، والخلايا تميل بلطف لمنع فقدان العسل لزج، والهيكل كله هو الانحياز وفقا للمجال المغناطيسي للأرض. والمثير للدهشة، في حين أن النحل تعمل بالتنسيق.

لماذا السداسي؟ هذا هو هندسة بسيطة

إذا كنت تريد أن نجتمع معا في نفس حجم وشكل الخلية، بحيث يملأ الطائرة بأكملها، وأنها ستعمل فقط ثلاثة الأشكال العادية (مع جميع الأطراف وبنفس الزاوية): مثلثات متساوية الأضلاع والساحات والسداسي. هذه الخلايا سداسية تتطلب أصغر الطول الكلي للجدار مقارنة مثلثات أو مربعات من نفس المنطقة.

وبالتالي فإن اختيار النحل السداسي معنى. في عالم القرن الثامن عشر وقال تشارلز داروين أن الخلية سداسية "مثالية تماما في توفير العمالة والشمع." وأعرب عن اعتقاده أن اختيار هبت الغرائز الطبيعية للشمع النحل لخلق هذه الخلايا، التي لديها ميزة توفير كميات أقل من الطاقة والوقت من خلق أشكال أخرى.

أمثلة من المجسمات الثلاثية الأبعاد في الطبيعة

عيونا معبأة بعض الحشرات في سداسية، حيث كل جانب - توصيل عدسة لخلايا شبكية رقيقة طويلة. تتشكل الهياكل التي مجموعات من الخلايا البيولوجية في كثير من الأحيان الأشكال التي تسيطر عليها نفس القواعد فقاعات في محلول الصابون. هيكل المجهري للعيون حافة - واحدة من أفضل الأمثلة على ذلك. يحتوي كل وجه من وجوه مجموعة من أربع خلايا حساسة للضوء والتي لها نفس شكل مجموعة من أربع فقاعات التقليدية.

ما الذي يحدد قواعد الأفلام والصابون فقاعات النموذج؟ طبيعة حتى أكثر قلقا بشأن الاقتصاد من النحل. فقاعات الصابون والأفلام المصنوعة من الماء (مع إضافة الصابون) والتوتر السطحي توجه سطح السائل وذلك لإعطائها مساحة أصغر ما يمكن. هذا هو السبب في قطرات كروية (أكثر أو أقل)، عندما يقعون: المجال لديه مساحة أصغر من أي شكل آخر مع نفس الحجم. على يترك شمعي يتم رسم قطرات الماء إلى حبات صغيرة لنفس السبب.

يوضح هذا النموذج الطوافات فقاعة التوتر السطحي والرغاوي. ورغوة يبحثون عن الهيكل الذي يحتوي على أقل مجموع التوتر السطحي، والذي سيوفر أصغر مساحة من الجدار. على الرغم من أن تملي هندسة الأفلام الصابون من تفاعل القوى الميكانيكية، فإنه لا يقول لنا ماذا سيكون شكل رغوة. وتشمل رغوة نموذجية الأشكال والأحجام خلية متعدد السطوح. إذا كنت تبحث عن كثب، والمجسمات الثلاثية الأبعاد منتظمة في الطبيعة - غير صحيح لذلك. حوافها نادرا ما تكون مستقيمة تماما.

فقاعات الصحيحة

افترض أنك يمكن أن تجعل رغوة "الكمال"، والتي جميع الفقاعات من نفس الحجم. ما هو الشكل المثالي للخلية، مما يجعل فقاعة الإجمالية منطقة جدار صغيرة قدر الإمكان. وقد سبق بيان ذلك لسنوات عديدة، ومنذ فترة طويلة كان يعتقد أن الشكل المثالي للخلية هو متعدد الوجوه 14 من جانب ومع مربعة أو سداسية الاطراف.

أكثر اقتصادا، على الرغم من أن أقل أمر هيكل، ويتألف من مجموعة مكررة من ثمانية أشكال مختلفة من الخلايا تم اكتشافه في عام 1993. وقد استخدم هذا النموذج أكثر تعقيدا ومصدر إلهام لتصميم ملعب السباحة رغوة خلال دورة الالعاب الاولمبية عام 2008 في بكين.

قواعد تشكيل الخلايا في رغوة أيضا التحكم في بعض الأنماط التي لوحظت في الخلايا الحية. وتبين ليس فقط لا يتجزأ ذبابة العين نفس جوانب التعبئة سداسية أن فقاعة مسطحة. يتم توصيل الخلايا الحساسة للضوء في كل من العدسات الفردية أيضا إلى المجموعة، التي تبدو وكأنها مجرد فقاعات الصابون.

متعددات العالم في الطبيعة

خلايا العديد من أنواع مختلفة من الكائنات الحية، من النباتات لأغشية الفئران تحتوي على مثل هذه الهياكل المجهرية. لا أحد يعرف ما يفعلونه، لكنهم نطاق واسع جدا، فمن الإنصاف أن نفترض أن لديهم بعض دورا مفيدا. ربما يتم عزل أنها واحدة من العملية البيوكيميائية آخر، وتجنب عبر التدخل.

أو قد يكون مجرد وسيلة فعالة لإنشاء طائرة تعمل كبيرة، لأن العديد من العمليات الكيميائية الحيوية تجري على سطح الغشاء، حيث الانزيمات والجزيئات النشطة أخرى يمكن إدراجها. مهما كانت وظيفة من المجسمات الثلاثية الأبعاد في الطبيعة، لا تهتم لخلق تعليمات وراثية معقدة، لأن قوانين الفيزياء وسوف نفعل ذلك لك.

بعض الفراشات لها جداول المجنحة التي تحتوي على متاهة منظم من مواد متينة ودعا كيتين. التعرض لموجات الضوء ارتدت من النطاقات المعتادة وغيرها من الهياكل على سطح الجناح، ويؤدي ذلك إلى حقيقة أن بعض الأطوال الموجية (أي بعض الألوان) تختفي، والبعض الآخر يعزز كل منهما الآخر. وهكذا، ويوفر هيكل متعدد الأضلاع أداة ممتازة لإنتاج الألوان الحيوان.

لجعل شبكة أمر المعدنية الصلب، وبعض الكائنات على ما يبدو تشكيل شكل غشاء مرن لينة، ثم تبلورت مادة صلبة داخل إحدى الشبكات الإختراق. هيكل العسل من القنوات المجهرية داخل الأزرار جوفاء كيتين الديدان البحرية غير العادية المعروفة باسم الماوس البحر، تحويل هذه الأنماط في voloskopodobnye الطبيعية الألياف البصرية التي يمكن أن توجه ضوء تغييره من اللون الأحمر إلى اللون الأخضر المزرق اعتمادا على اتجاه الإضاءة. هذا التغيير اللون يمكن استخدامها لردع الحيوانات المفترسة.

طبيعة أعلم

النباتات والحيوانات وتكثر في أمثلة من المجسمات الثلاثية الأبعاد في الطبيعة، كما في العالم جماد من الصخور والمعادن. من وجهة نظر تطورية بحتة، بنية سداسية هي الشركة الرائدة في ترشيد استهلاك الطاقة. وبالاضافة الى مزايا واضحة (وفورات الفضاء)، وتوفر شبكات متعددة السطوح عدد كبير من الوجوه، وبالتالي زيادة عدد الجيران الذي يؤثر على نحو مفيد الهيكل كله. النتيجة النهائية لذلك هي أن المعلومات ينتشر بشكل أسرع. لماذا الحق والباطل سداسية على شكل نجمة المجسمات الثلاثية الأبعاد في الطبيعة يحدث في كثير من الأحيان؟ ربما لزم الأمر ذلك. طبيعة أعلم، وقالت انها تعرف أفضل.