奇妙的莫比乌斯带

2017-04-28 06:41
山西教育·幼教 2017年12期
关键词:莫比记号笔纸带

一张小小的纸条,也可能会有很大的魔力,会是什么魔力呢?赶快找材料一起来做一做吧。

实验材料:

彩色纸,记号笔,双面胶,剪刀

实验步骤:

1.拿出一个长方形的长条纸,在纸的一端贴上双面胶。

2.把纸的另一端扭转180度,分别将两端的正面和背面粘在一起,就变成了一个只有一个面的纸圈。

3.拿出记号笔,沿着面中间画一道线,你会神奇地发现笔不经过纸的边缘,仅拉动纸带,就可以画出一条封闭的线。

4.揭开双面胶,你会发现这一条线居然画在了纸的两面。

5.再用双面胶按刚才的样子粘好。沿画的封闭线条剪开,会出现一个什么状况呢?是不是会变成两个脱离的纸圈呢?不是,居然变成一个大纸圈!

6.再沿纸圈的中心剪开,会出现什么情况呢?剪开的纸依然没有间断,居然变成了套在一起、一大一小两个相扣的纸环。

思考一下:

如果我们继续沿着大纸圈的中间线剪开,会不会变成三个圈呢?自己试试看吧。

实验原理:

这就是有名的莫比乌斯带。公元1858年,德国数学家莫比乌斯和约翰·李斯丁发现,把一根纸条扭转180度后,两头再粘接起来做成纸带圈,具有魔术般的性质。普通纸带均有两个面,一个正面,一个反面,两个面可以涂成不同的颜色。而莫比乌斯带只有一个面,一个小虫可以爬遍整个曲面,而不必跨越它的边缘,这说明了三维空间中可以做出二维图形,使之在二维情况下沿着一个方向,可以走遍该图形。

“莫比乌斯带”在生活和生产中已经有了一些用途。例如,皮带传送动力机械的皮带就可以做成“莫比乌斯带”状,这样皮带可以磨损的面积就变大了。如果把录音机的磁带做成“莫比乌斯带”状,磁带就只有一个面,那就不存在正反两面的问题了。

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