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克萊因瓶和莫比烏斯環的區别

生活 更新时间:2024-12-01 15:26:53

克萊因瓶和莫比烏斯環的區别(永遠無限循環的莫比烏斯環)1

這是我們一起探索的第82個實驗

克萊因瓶和莫比烏斯環的區别(永遠無限循環的莫比烏斯環)2

克萊因瓶和莫比烏斯環的區别(永遠無限循環的莫比烏斯環)3

公元1858年 德國數學家莫比烏斯發現 把一個紙條一頭扭轉180°後 再将兩頭粘接起來 紙條就具有了魔術般的性質

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普通紙帶具有兩個面 一個正面,一個反面 兩個面可以塗成不同的顔色

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而莫比烏斯發現的這個紙帶 隻有一個面 一隻小蟲可以爬遍整個曲面 而不必跨過它的邊緣

克萊因瓶和莫比烏斯環的區别(永遠無限循環的莫比烏斯環)6

我們把這種由莫比烏斯發現的 神奇的單面紙帶 稱為“莫比烏斯環” 今天的實驗我們就一起 做一個神秘的“莫比烏斯環”

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—神秘的莫比烏斯環—

克萊因瓶和莫比烏斯環的區别(永遠無限循環的莫比烏斯環)8

克萊因瓶和莫比烏斯環的區别(永遠無限循環的莫比烏斯環)9

剪刀 1把

裁紙刀 1把

膠帶 1卷

白紙 1張

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第一步

白紙連續對折兩次

裁剪成4張紙條

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第二步

将紙條兩頭鍊接

其中一頭紙條翻轉180度

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第三步

用筆沿着莫比烏斯環的中間畫直線直到盡頭

然後将莫比烏斯環橫向剪斷

你會發現什麼神奇的現象?

克萊因瓶和莫比烏斯環的區别(永遠無限循環的莫比烏斯環)13

第四步

如果我們将莫比烏斯環縱向從中間剪開

又會發生什麼神奇的事情?

沒有剪成兩個環,變成了一個大的環

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莫比烏斯環展現的是

某個方向上無盡的二維平面

如果你是一個二維人

生活在一個莫比烏斯環上面

從三維空間的角度來看

你會永遠在莫比烏斯環正反兩面轉圈

由于你是二維人

所以你肯定蒙在鼓裡

不會感覺到正反兩面的反轉

以為世界就是這樣的

沒有盡頭

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莫比烏斯環有很多奇妙的特性

如果我們把紙條一頭

連續彎曲兩次粘到一起

再沿中間剪開

會發現得到了兩個套在一起的莫比烏斯環

或者把兩個莫比烏斯環

互相垂直粘到一起

分别沿中間剪開

你會發現得到一個非常漂亮的圖形

具體是什麼圖形呢?

動手試一下吧

克萊因瓶和莫比烏斯環的區别(永遠無限循環的莫比烏斯環)18

“莫比烏斯環”在生活和生産中已經有了一些用途 例如用皮帶傳送機所用的皮帶 就可以做成“莫比斯環”狀 這樣會把皮帶正反兩面都用上 皮帶就不會隻磨損一面 大大提高了皮帶的利用率 打印機色帶也做成了莫比烏斯環結構 這樣可以充分利用色帶

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下一期葡萄爸爸将帶來實驗

氣流的蹤迹

想知道有什麼科學原理麼,關注我們哦!

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