Säännöllinen polyhedra luonnossa

Mitä tapahtuisi, jos siellä oli vain yhdenlaisia muodon, kuten muoto, kuten suorakulmion maailmassa? Jotkut asiat eivät ole muuttuneet lainkaan ovia, lastin perävaunuja, jalkapallokentän - ne kaikki näyttävät samalta. Mutta entä doorknobs? Ne olisi vähän outoa. Auto pyörän? Se olisi tehotonta. Ja jalkapallo? On vaikea edes kuvitella. Onneksi maailma on täynnä monissa eri muodoissa. Onko säännöllinen Polyhedra luonnossa? Kyllä, ja monet heistä.

Mikä on monikulmio?

Kuvion oli monikulmio, edellyttää tiettyjä ehtoja. Ensinnäkin on oltava monia puolia ja kulmat. Lisäksi pitäisi olla suljetussa muodossa. Säännöllinen monikulmio on kuvio, jossa kaikki yhtä sivut ja kulmat. Niinpä väärässä ne voivat olla hieman vääristynyt.

Tyypit säännöllinen monikulmioiden

Mikä on pienin määrä osapuolet voivat olla säännöllinen monikulmio? Yksi rivi voi olla paljon osapuolille. Osapuolet eivät myöskään voi täyttää ja muodostavat suljetun muotin. Kolmen osapuolet voivat - kuten kolmio. Ja koska puhumme säännöllinen monikulmio, jossa kaikki sivut ja kulmat ovat tasa-arvoisia, me tarkoitamme tasasivuisen kolmion.

Jos lisäät toisen puolen, saat neliön. Voi suorakulmion, jossa osapuolet eivät ole samat, olla säännöllinen monikulmio? Ei, tämä luku on nimeltään suorakulmion. Jos lisäät viidesosa puolella, saat viisikulmio. Niinpä on kuusikulmio, seitsenkulmion, octagons, ja niin edelleen loputtomiin.

alkeet geometria

Polygoneja erilaisia: auki, kiinni ja itsensä kanssa päällekkäiset. Alkeis geometria monikulmio luku on tasainen, jota rajoittaa rajallinen ketjun suora segmenttien muodostamaan suljetun monikulmion tai ääriviivat. Nämä segmentit ovat sen reunoja tai sivuja, ja niissä kohdissa, joissa kaksi reunat kohtaavat, - pisteiden ja kulmat. Sisempi osa monikulmio kutsutaan joskus hänen ruumiinsa.

Polyhedra luonnossa ja ihmisen elämän

Vaikka viisikulmainen kuviot runsaasti monissa elävä muodoissa, mineraali maailma mieluummin kahden, kolmen, neljän ja kuuden kertainen symmetria. Kuusikulmio on tiheä muoto, joka antaa maksimaalisen rakenteellisen suorituskyvyn. Se on hyvin yleinen alalla molekyylien ja kiteiden jossa viisikulmainen muoto on lähes koskaan tapahdu. Steroidit, kolesteroli, bentseeni, vitamiinit C ja D, aspiriini, sokeri, grafiitti - on olemassa kuusinkertaisesti symmetria. Jossa luonnossa on säännöllisesti polyhedra? Tunnetuin kuusikulmainen arkkitehtuuria luoma mehiläiset, ampiaiset ja Hornets.

Kuusi vesimolekyylit muodostavat ytimen kunkin lumi kide. Joten se kääntyy pois lumihiutale. Puolia lentää silmien muotoa tiiviisti pakattu kuusiokulmiojärjestelyssä. Mitä muita säännöllisiä Polyhedra luonnossa? Tämä vesi kiteitä, ja timantti, basaltti sarakkeet, epiteelisolujen silmään, jotkut kasvisolut, ja enemmän. Siten, Polyhedra, luonteeltaan, niin animoida ja eloton, ovat läsnä ihmisen elämässä on suuri määrä erilaisia.

Mikä aiheutti suosio laput?

Lumihiutaleet, orgaaniset molekyylit, kvartsikide ja pylväsmäinen basalttien ovat laput. Syynä tähän on niiden luontainen symmetria. Silmiinpistävin esimerkki on solu, joka on kuusikulmainen rakenne, joka vähentää minimiin spatiaalisen haitta, koska koko pinta kulutetaan hyvin tehokkaasti. Miksi jakaa identtisiin soluihin? Mehiläiset luoda luonnossa säännöllisesti monitahokkaiden voidakseen käyttää niitä omiin tarpeisiinsa, mukaan lukien varastointi hunajaa ja muninta. Miksi luonto suosii laput? Vastaus tähän kysymykseen voi antaa alkeet matematiikka.

• Kolmioita. Take 428 tasasivuiset kolmiot kanssa puolin noin 7,35 mm. Niiden yhteenlaskettu pituus on 3 mm * 7,35 * 428/2 = 47,2 cm.
• Suorakulmioita. Ottaa 428 neliöitä, joiden sivu on noin 4,84 mm, kokonaispituus on 4 m * 4,84 * 428/2 = 41,4 cm.
• Laput. Lopuksi, ottaa 428 laput, jonka sivujen 3 mm, kokonaispituus on 6 * 3 mm * 428/2 = 38,5 cm.

Ilmeinen on voittaa laput. Se on tässä muodossa auttaa minimoimaan paljon tilaa ja mahdollistaa pienemmän alueen sijoittaa niin monta kappaletta kuin mahdollista. Solu, jossa mehiläiset tallentavat meripihka nektaria, ovat ihmeitä hienomekaniikassa, joukko prisma solujen täydellinen kuusikulmainen poikkileikkaus. Vaha seinät on tehty vastaamaan erittäin tarkka paksuus, solut varovasti taipuvainen alenemisen estämiseksi viskoosi hunajaa, ja koko rakenne on linjassa mukaisesti magneettikentän maan. Yllättäen kun mehiläiset toimivat koordinoidusti.

Miksi laput? Tämä on yksinkertainen geometria

Jos haluat koota saman koon ja muodon solun, niin että ne täyttävät koko kone, se toimii vain kolme säännöllisesti muodot (kaikkien osapuolten kanssa samassa kulmassa): tasasivuiset kolmiot, neliöt ja laput. Näiden kuusikulmainen solut vaativat pienimmän kokonaispituuden seinän verrattuna kolmioita tai neliöitä saman alueen.

Siksi valinta mehiläisten laput järkevää. XVIII vuosisadalla tiedemies Charles Darwin sanoi, että kuusikulmainen solu "aivan täydellinen säästää työvoimaa ja vaha." Hän katsoi, että luonnollinen valinta jolla vaistot mehiläisvaha luoda näitä soluja, jotka oli etuna on vähemmän energiaa ja aikaa kuin luoda muita.

Esimerkkejä polyhedra luonnossa

Yhdiste silmät jotkut hyönteiset pakattu kuusikulmainen, jolloin kummallakin puolella - linssi on liitetty pitkä ohut verkkokalvon solu. On muodostettu ne rakenteet klusterien biologisten soluilla on usein muodot ohjataan samoja sääntöjä kuin kuplien saippualiuoksella. Mikroskooppinen rakenne reunan silmissä - yksi parhaista esimerkeistä. Kukin puoli sisältää klusterin neljä valoherkkien solujen, joilla on sama muoto kuin klusterin neljä konventionaalista kuplia.

Mikä määrittää sääntöjä saippuan elokuvien ja kuplia muodossa? Luonto vieläkin enemmän huolissaan talouden kuin mehiläiset. Saippua kuplia ja valmistettujen kalvojen vettä (lisäämällä saippua) ja pintajännitys vetää nesteen pinnalle niin, että saadaan se pienempään tilaan kuin mahdollista. Siksi tipat ovat pallomaisia (enemmän tai vähemmän), kun ne putoavat: alalla on pinta-alaltaan pienempi kuin mikään muu samalla määrällä. On vahamainen lehdet vesipisarat piirretään pieniksi helmiä samasta syystä.

Tämä malli selittää pintajännitystä kuplan lautat ja vaahdot. Vaahto etsiä rakenne, jolla on pienin koko pintajännitys, joka antaa pienimmän alueen seinään. Vaikka geometria saippuan elokuvien sanelee vuorovaikutusta mekaanisia voimia, se ei kerro meille, mitä on vaahdon muodossa. Tyypillinen vaahto sisältää polyhedral solun muotoja ja kokoja. Jos katsot tarkkaan, säännöllinen polyhedra luonnossa - ei niin oikeita. Niiden reunat ovat harvoin täysin suorat.

oikea kuplia

Oletetaan, että voit tehdä "täydellinen" vaahtoa, jossa kaikki kuplat ovat samankokoisia. Mikä on täydellinen muoto solun, mikä tekee koko kuplan seinän alue mahdollisimman pieneksi. Tästä on keskusteltu jo vuosia, ja pitkään on ajateltu, että ihanteellinen muoto solu on 14-sivuinen polyhedron neliön tai kuusikulmainen puolin.

edullisempaa, vaikkakin vähemmän järjestyneen rakenteen, joka koostuu toistuvan ryhmän kahdeksan eri solun löydettiin vuonna 1993. Tällainen monimutkaisempi mallia käytettiin inspiraation suunnittelun vaahtoa uimastadion olympialaisten aikana 2008 Pekingissä.

Säännöt muodostumisen solujen vaahdon myös ohjata joitakin malleja havaittu elävissä soluissa. Ei vain olennainen fly-eye näyttää saman kuusikulmiopakkausta puolia että tasainen kupla. Valoherkkä solut kunkin yksittäisen linssit on myös liitetty ryhmä, joka näyttää aivan saippuakuplia.

Maailman polyhedra luonnossa

Solujen monia erilaisia organismeja, kasveista rotan kalvot sisältävät sellaisia mikroskooppisia rakenteita. Kukaan ei tiedä, mitä he tekevät, mutta ne ovat niin yleisiä, on kohtuullista olettaa, että niillä on joitakin hyödyllisiä. Ehkä ne on eristetty toisistaan biokemiallinen prosessi, vältetään rajat häiriöitä.

Tai se voi olla yksinkertaisesti tehokas tapa luoda suuri työtason, koska monet biokemialliset prosessit tapahtuvat kalvon pintaa, jossa entsyymit ja muita aktiivisia molekyylejä voidaan sisällyttää. Riippumatta toiminto polyhedra luonnossa, eivät vaivaudu luoda monimutkaisia geneettisiä ohjeita, koska fysiikan lakeja tekee sen puolestasi.

Jotkut perhoset ovat asteikot siivekäs sisältävä hallittu sokkelo kestävästä materiaalista nimeltään Kitiini. Altistuminen valonsäteet palautumassa tavanomaisista alueista ja muiden rakenteiden siiven pinnalla, johtaa siihen, että tietyt aallonpituudet (eli väriä) kadota, kun taas toiset ovat toisiaan. Siten, monikulmainen rakenne on erinomainen työkalu eläintuotteiden värejä.

Jotta tilata verkko kovaa mineraali jotkin organismit ilmeisesti muodostaa muodon pehmeä joustava kalvo, ja sitten kiteytettiin kiinteän materiaalin sisällä yksi sisäkkäin verkoissa. Kennorakenteen mikroskooppisia kanavia onton nastat kitiini epätavallinen meren matoja tunnetaan meri hiiri, muuntaa nämä kuviot Natural voloskopodobnye optisen kuidun, joka voi ohjata valoa sen muuttaminen punaisesta sinivihreä riippuen valaistus suuntaan. Tämä värimuutos voidaan estää saalistajat.

luonto tietää parhaiten

Kasvit ja eläimet tulvillaan esimerkkejä polyhedra luonnossa, koska eloton maailma kiviä ja mineraaleja. Puhtaasti evoluution näkökulmasta, kuusikulmainen rakenne on johtava energiaoptimointi. Lisäksi selviä etuja (tilansäästö), monitahkoiset ritilät tarjoavat suuren määrän kasvoja, mikä lisää määrä naapureista, vaikuttaa edullisesti koko rakenteen. Lopputuloksena on se, että tieto leviää nopeammin. Miksi oikean ja väärän kuusikulmainen tähden muotoinen Polyhedra luonnossa esiintyvät niin usein? Luultavasti niin välttämätön. Luonto tietää parhaiten, hän tietää paremmin.