세상에 단 하나만 있다면모양 유형, 예를 들어 직사각형과 같은 모양? 문,화물 트레일러, 축구장 등 전혀 변하지 않는 것들이 모두 똑같아 보입니다. 하지만 손잡이는 어떻습니까? 그들은 조금 이상 할 것입니다. 그리고 자동차 바퀴는 어떻습니까? 효과가 없을 것입니다. 그리고 축구는 어떻습니까? 상상조차하기 힘듭니다. 다행히도 세상은 다양한 형태로 가득 차 있습니다. 규칙적인 다면체가 자연에 존재합니까? 예, 많이 있습니다.
도형이 다각형이 되려면특정 조건이 필요합니다. 첫째, 많은면과 모서리가 있어야합니다. 또한 닫힌 형식이어야합니다. 정다각형은 모든면과 각도가 같은 모양입니다. 따라서 잘못된 경우 약간 변형 될 수 있습니다.
가능한 최소 파티 수는 얼마입니까?정다각형? 한 줄은 여러면을 가질 수 없습니다. 양측은 또한 만나서 닫힌 모양을 형성 할 수 없습니다. 그리고 세 변이 할 수 있습니다-이것이 삼각형을 얻는 방법입니다. 그리고 우리는 모든 변과 각도가 같은 정다각형에 대해 이야기하고 있기 때문에 정삼각형을 의미합니다.
면을 하나 더 추가하면 정사각형이됩니다. 변이 같지 않은 직사각형이 정다각형이 될 수 있습니까? 아니요,이 모양을 직사각형이라고합니다. 다섯 번째면을 더하면 오각형이됩니다. 따라서 육각형, 칠각형, 팔각형 등이 무한히 존재합니다.
다각형은 다양한 유형입니다. 개방, 폐쇄 및 자체 교차. 기본 지오메트리에서 다각형은 닫힌 폴리선 또는 윤곽선 형태의 유한 한 직선 세그먼트 체인으로 경계가 지정된 평평한 그림입니다. 이러한 세그먼트는 가장자리 또는 측면이며 두 가장자리가 만나는 점은 꼭지점과 모서리입니다. 다각형의 내부는 때때로 몸체라고도합니다.
오각형 패턴이 풍부하지만많은 살아있는 형태, 광물 세계는 이중, 삼중, 사중 및 6 중 대칭을 선호합니다. 육각형은 구조적 효율성을 극대화하는 조밀 한 모양입니다. 오각형 모양이 거의 발견되지 않는 분자 및 결정 분야에서 매우 일반적입니다. 스테로이드, 콜레스테롤, 벤젠, 비타민 C 및 D, 아스피린, 설탕, 흑연-이들은 모두 6 배 대칭의 징후입니다. 규칙적인 다면체는 자연에서 어디에서 발생합니까? 가장 유명한 육각형 건축물은 꿀벌, 말벌 및 말벌에 의해 만들어집니다.
6 개의 물 분자가 각각의 핵심을 형성합니다.스노우 크리스탈. 이것은 눈송이를 만듭니다. 파리의 눈 가장자리는 꽉 찬 육각형 배열을 형성합니다. 자연에는 어떤 다른 정다면체가 있습니까? 이들은 물과 다이아몬드의 결정, 현무암 기둥, 눈의 상피 세포, 일부 식물 세포 등입니다. 따라서 자연에 의해 만들어진 다면체는 살아있는 것과 무생물 모두 인간의 삶에 엄청난 수와 다양성으로 존재합니다.
눈송이, 유기 분자, 수정원주 형 현무암은 육각형입니다. 그 이유는 고유 한 대칭 때문입니다. 가장 눈에 띄는 예는 전체 표면이 매우 합리적으로 소비되기 때문에 육각형 구조의 허니컴입니다. 왜 동일한 세포로 나눌까요? 꿀벌은 꿀을 저장하고 알을 낳는 것을 포함하여 필요에 따라 사용하기 위해 자연에서 규칙적인 다면체를 만듭니다. 자연은 왜 육각형을 선호합니까? 이 질문에 대한 답은 초등 수학으로 주어질 수 있습니다.
육각형의 승리는 분명합니다. 가능한 한 공간을 최소화하고 더 작은 영역에 가능한 많은 그림을 배치 할 수있는 것이 바로이 모양입니다. 꿀벌이 호박색 꿀을 저장하는 벌집은 정밀 공학의 경이로움, 완벽한 육각형 단면을 가진 각기둥 세포 배열입니다. 왁스 벽은 매우 정확한 두께로 만들어지고, 세포는 점성이있는 꿀이 떨어지는 것을 방지하기 위해 조심스럽게 기울어 져 있으며, 전체 구조는 지구의 자기장과 정렬됩니다. 놀랍게도 꿀벌은 동시에 일하면서 노력을 조정합니다.
같은 모양을 맞추고 싶다면전체 평면을 채우도록 셀의 크기를 지정하면 정삼각형, 정사각형 및 육각형의 세 가지 규칙적인 모양 (모든면과 동일한 각도) 만 작동합니다. 이 중 육각형 셀은 동일한 영역의 삼각형 또는 정사각형에 비해 전체 벽 길이가 가장 짧습니다.
따라서 꿀벌의 육각형 선택은 의미가 있습니다. 18 세기에 과학자 Charles Darwin은 육각형 벌집이 "노동과 왁스를 절약하는 데 절대적으로 이상적"이라고 선언했습니다. 그는 자연 선택이 다른 형태보다 에너지와 시간을 덜 소비하는 장점이있는 이러한 밀랍 실을 만드는 본능을 꿀벌에게 부여했다고 믿었습니다.
일부 곤충의 겹눈은육각형, 각면은 길고 얇은 망막 세포에 연결된 렌즈입니다. 생물학적 세포의 클러스터에 의해 형성된 구조는 종종 비눗물에있는 거품과 동일한 규칙에 의해 지배되는 모양을 가지고 있습니다. 눈면의 미세한 구조가 가장 좋은 예 중 하나입니다. 각면에는 4 개의 일반 거품 클러스터와 동일한 모양을 가진 4 개의 빛에 민감한 셀 클러스터가 포함되어 있습니다.
비누 필름 및 형태의 이러한 규칙을 결정하는 요소거품? 자연은 벌보다 경제에 더 관심이 많습니다. 거품과 비누 필름은 물로 만들어지며 (비누를 추가하여) 표면 장력은 액체 표면을 최대한 적은 면적으로 끌어 당깁니다. 이것이 물방울이 떨어질 때 (다소) 구형이되는 이유입니다. 구는 같은 부피를 가진 다른 모양보다 표면적이 더 작습니다. 왁스 한 장에 물방울이 같은 이유로 작은 구슬로 그려집니다.
이 표면 장력은 패턴을 설명합니다거품 뗏목과 거품. 폼은 전체 표면 장력이 가장 낮은 구조를 찾아 가장 작은 벽면 적을 제공합니다. 비누 필름의 기하학은 기계적 힘의 상호 작용에 의해 결정되지만 거품의 모양이 무엇인지 알려주지 않습니다. 일반적인 폼은 다양한 모양과 크기의 다면체 셀을 포함합니다. 자세히 살펴보면 자연의 규칙적인 다면체는 그다지 정확하지 않습니다. 그들의 가장자리는 거의 완벽하지 않습니다.
당신이 "완벽한"모든 거품이 같은 크기 인 거품. 버블 벽의 전체 면적을 가능한 한 작게 만드는 완벽한 셀 모양은 무엇입니까? 이것은 수년 동안 논의되어 왔으며 오랫동안 이상적인 셀 모양은 정사각형 및 육각형면을 가진 14면 다면체라고 믿어졌습니다.
1993 년에 더 경제적 인 것이 발견되었습니다.비록 8 개의 다른 세포 모양의 반복적 인 그룹으로 구성된 덜 정렬 된 구조 임에도 불구하고. 이보다 정교한 모델은 2008 년 베이징 올림픽 기간 동안 수영 경기장의 거품 디자인에 영감을주기 위해 사용되었습니다.
거품의 세포 형성 규칙도살아있는 세포에서 관찰되는 일부 패턴을 제어합니다. 파리의 겹눈은 평평한 거품과 동일한 육각형 패싯 패킹을 보여줄뿐만 아니라. 각 개별 렌즈 내부의 빛에 민감한 세포는 비누 방울처럼 보이는 그룹으로 결합됩니다.
다양한 유형의 유기체의 세포,식물에서 쥐에 이르기까지 미세한 구조를 가진 막이 있습니다. 아무도 그들이 무엇을 위해 무엇인지 알지 못하지만 그들은 너무 널리 퍼져있어 유용한 역할이 있다고 가정하는 것이 타당합니다. 아마도 그들은 교차 개입을 피하면서 하나의 생화학 적 과정을 다른 것으로부터 분리 할 수 있습니다.
아니면 이것은 단지 효율적인 방법 일 수도 있습니다.효소 및 기타 활성 분자가 통합 될 수있는 멤브레인 표면에서 많은 생화학 적 과정이 발생하기 때문에 큰 작업면을 만듭니다. 자연에서 다면체의 기능이 무엇이든, 물리학 법칙이 당신을 위해 그것을 할 것이기 때문에 복잡한 유전 명령을 만드는 것을 귀찮게해서는 안됩니다.
일부 나비에는 날개 달린 비늘이 있습니다.키틴이라 불리는 내구성있는 재료의 주문 된 미로가 들어 있습니다. 정상적인 능선과 날개 표면의 다른 구조에서 반사되는 광파에 노출되면 일부 파장 (즉, 일부 색상)이 사라지고 나머지는 서로 강화됩니다. 따라서 다각형 구조는 동물 색상을 생성하는 훌륭한 수단을 제공합니다.
질서있는 네트워크를 어렵게 만들기 위해미네랄, 일부 유기체는 부드럽고 유연한 막 형태를 형성 한 다음 상호 침투 네트워크 중 하나 내에서 고체 물질을 결정화하는 것처럼 보입니다. 바다 마우스로 알려진 특이한 해양 벌레의 키틴질 가시 내에있는 속이 빈 현미경 채널의 벌집 구조는 이러한 머리카락과 같은 구조를 조명 방향에 따라 적색에서 청록색으로 빛을 보낼 수있는 천연 광섬유로 변환합니다. 이 색 변화는 포식자를 억제하는 데 도움이 될 수 있습니다.
동식물에는 예가 풍부합니다.살아있는 자연의 다면체와 돌과 광물의 무생물 세계. 순전히 진화론적인 관점에서 보면 육각형 구조는 에너지 최적화의 선두 주자입니다. 명백한 이점 (공간 절약) 외에도 다면체 메시는 많은 수의 모서리를 제공하므로 이웃 수가 증가하여 전체 구조에 유익한 효과를줍니다. 그 결과 정보가 훨씬 빠르게 이동합니다. 규칙적인 육각형과 불규칙한 별 다면체가 자연에서 왜 그렇게 흔한가요? 아마 필요합니다. 자연은 더 잘 알고 더 잘 압니다.
