为什么雪花有上万种的图案,为什么蜜蜂筑的蜂窝呈绝对的六边行
对于六角形片状冰晶来说,由于它面上、边上和角上的弯曲程度不同,相应地具有不同的饱和水汽压,其中角上的饱和水汽压最大,边上次之,平面上最小。在实有水汽压相同的情况下,由于冰晶的面、边、角上的饱和水汽压不同,其凝华增长的情况也不相同。如果云中水汽不太丰富,实有水汽压仅大于平面的饱和水汽压,水汽只在面上凝华,这时形成的是柱状雪花;如果水汽稍多,实有水汽压大于边上的饱和水汽压,水汽在边上和面上都会发生凝华,由于凝华的速度还与弯曲程度有关,弯曲程度大的地方凝华较快,所以在冰晶边上凝华比面上快,这时多形成片状雪花;如果云中水汽非常丰富,实有水汽压大于角上的饱和水汽压,这样在面上、边上、角上都有水汽凝华,但尖角处位置突出,水汽供应最充分,凝华增长得最快,所以多形成枝状或星状雪花。
再加上冰晶不停地运动,它所处的温度和湿度条件也不断变化,这样就得冰晶各种部分增长的速度不一致,形成多种多样的雪花。
达尔文赞叹蜜蜂的巢房是自然界最令人惊讶的神奇建筑。巢房是由一个个正六角形的中空柱撞房室,背对背对称排列组成。六角形房室之间相互平行,每一间房室的距离都相等。 每一个巢房的建筑,都是以中间为基础向两侧水平展开,从其房室底部至开口处有13°的仰角,是为了避免存蜜的流出。另一侧的房室底部与这一面的底部又相互接合,由三个全等的菱形组成。此外,巢房的每间房室的六面隔墙宽度完全相同,两墙之间所夹成的角度正好是120度,形成一个完美的几何图形。人们总是疑问,蜜蜂巢室为什麼不呈三角形、正方形或其他形状呢?隔墙为什麽呈平面,而不是呈曲面呢?
其实,早在西元前180年,古希腊数学家Zenodorus证明出:
(1).周长固定的n边形,以正n边形的面积最大。而且n越大,面积越大。
(2).周长固定时,圆面积大於所有正多边形。
古埃及人也早就知道,唯有正三角形、正方形、正六边形,能各自铺成一平面。
1712年瑞士数学家Samuel Konig 在博物学家Reaumur的请托下,证明出:给订正六角柱,底部由三个全等菱形组成,最省材料的做法是,菱形两邻角分别是109°26′ 和70°34’,如此在固定容积下,可有最小表面积。而蜜蜂巢室底部的菱形两邻角分别是109°28′ 和70°32’,和Samuel Konig的理论证明结果仅差2’而已。
最近(1999年9月)加拿大『环球邮报』科学记者德服林撰文报导说:「经过1600年努力, 数学家终於证明蜜蜂是世界上工作效率最高的建筑者。美国数学家 黑尔 宣称,他已解决“蜂窝猜想”。四世纪古希腊数学家贝波司提出,蜂窝的优美形状,是自然界最有效经济的建筑代表。他猜想,人们所见到的、截面呈六边形的蜂窝,是蜜蜂采用最少量的蜂蜡建造成的。他的这一猜想称为“蜂窝猜想”,但这一猜想直至1999年才由 黑尔 证明。
虽然蜂窝是一个立体建筑,但每一个蜂巢都是六面柱体,而蜂蜡墙的总面积仅与蜂巢的截面有关。由此引出一个数学问题,即「寻找面积最大、周长最小的平面图形」。西元1943年,匈牙利数学家陶斯巧妙地证明,在所有首尾相连的正多边形中,正多边形的周长是最小的。但如果多边形的边是曲线时,会发生什麽情况呢?陶斯认为,正六边形与其他任何形状的图形相比,它的周长最小,但他不能证明这一点。而黑尔在考虑了周边是曲线时,无论是曲线向外突,还是向内凹,都证明了由许多 正六边形组成的图形周长最小。
最杰出的建筑师——蜜蜂
蜜蜂的蜂巢造型奇特,结构巧妙,可谓巧夺天工,很早就引起了科学家们的浓厚兴趣。
蜜蜂为自己造「房子」,它们是世上最杰出的建筑师。
蜂巢结构
蜂巢的基本结构,是由一个个正六角形单房、房口全朝下或朝向一边、背对背对称排列组合而成的建筑物。每一房室大小统一、上下左右距离相等;蜂房直径约0.5公分,房房紧密相连,整齐有序,彷佛经过精心设计。
当气候炎热、蜂巢内温度高升时,工蜂会在蜂巢入口的地方,鼓动翅膀搧风,使巢内的空气流通,因而变为凉爽。
由於蜂蜡色白、质地柔软;因此,建造成的蜂巢,是呈半透明乳白色;经风乾后,逐渐变黄变硬。
据估计,工蜂分泌1公斤的蜂蜡,需要消耗16公斤的花蜜;而采集1公斤的花蜜,蜜蜂们必须飞行32万公里才得以完成;相当於绕行地球8圈的距离。因此,蜂蜡对蜜蜂而言,是宝贝珍贵的。
科学家们研究发现,正六角形的建筑结构,密合度最高、所需材料最简、可使用空间最大。因此,可容纳数量高达上万只的蜜蜂居住。
这种正六角形的蜂巢结构,展现出惊人的数学才华,令许多建筑师们自叹不如、佩服有加!
蜜蜂是宇宙间最令人敬佩的建筑专家。它们凭著上帝所赐的天赋本能,采用「经济原理」——用最少材料(蜂蜡),建造最大的空间(蜂房)——来造蜜蜂的家。
当代著名生物学家达尔文(Darwin, 1809-1882)(文献)说:「如果一个人在观赏精密细致的蜂巢后,而不知加以赞扬,那人一定是个糊涂虫。」
古希腊数学家帕普斯(Pappus of Alexandria, 300~350BC)对蜂巢精巧奇妙的结构,作了细微的观察与研究。他在《数学汇编》(Mathematical Collection) 著作中写道:「蜂巢到处是等边、等角的正多边形图案,非常匀称规则。」
蜜蜂凭著上帝赋予它的智慧,选择了角数最多的正六边形。用等量的原料,使蜂巢具有最大的容积,因此能容纳更大数目的蜂蜜。
换言之,蜂巢不仅精巧神奇,而且十分符合现实需要,是一种最经济的空间架构。
蜜蜂建造的蜂巢,真是令人赞叹的天然建筑物。早在18世纪初,法国天文学家马拉尔地(Maraldi)(文献)亲自动手测量了许多蜂巢,发现每个蜂巢的孔洞和底部都是正六稜柱状。
如果将整个蜂巢底部分为三个菱形截面,则每个锐角和每个钝角的角度相等(锐角约为72°、钝角约为l09°)。
更令人惊奇的是,蜜蜂为了防止存蜜外流,每一个蜂巢的建筑,都是从中间向两侧水平展开;每个蜂房从内室底部到开口处,都呈现13 o的仰角。
历史上,蜜蜂的智慧也引起了著名天文学家克普勒(Kepler) (文献)指出:「这种充满空间对称蜂巢的角,应该和菱形十二面体的角一样。每个正六稜柱状蜂巢的底,都是由三个全等的菱形拼成的,而且每个菱形的钝角都等於109o28’,锐角都等於70o32’。」
十八世纪初,法国科学家雷安姆氏(Rene de Reaumur, 1683-1757)(文献)猜测:「用这样的角度建造起来的蜂巢,一定是相同容积中最省材料的建构法。」
蜂巢的六角形是最致密的结构,各方受力大小均等,且容易将受力分散。
雪花为什么是六瓣的?而且还和花的形状很象?
为什么雪花的基本形状是六角形的片状和柱状呢?
这和水的结晶习性有关。天然水冻结的冰和大气中水汽凝华结晶的雪,它们的结晶学特性,都属于六方晶系。六方晶系具有四个结晶轴—一个主轴加上三个辅轴。三个辅轴分布在同一个平面上,互相以六十度的角度对称相交。主晶轴呢,就从三个辅轴的交点上引仲出来,井垂直于辅轴所构成的平面。六方晶系最典型的代表就象是几何学上的一个正六面柱体。当水汽凝华结晶的时候,如果主晶轴比其它三个辅轴发育缓慢,并且较短,那么,雪的形状就成为六角形雪片,要是主晶轴发育很快,延仲较长,那么,雪的形状就成为六棱柱状。大气层里的温度,对雪花的形状起着很大的作用.温度高,容易产生六角形雪片,温度低,则往往容易产生柱状雪晶。根据许多科学家的观测研究,大气层温度在-25℃以下时,雪的形状多数是主晶轴发育的六棱柱状;温度在-25℃~-15℃时,雪的晶体大多是六角形雪片;温度在-15℃~0℃时,天空里降落的则多数是美丽的六角星形的雪花.
雪花的形状极多,而且十分美丽.如果把雪花放在放大镜下,可以发现每片雪花都是一幅极其精美的图案,连许多艺术家都赞叹不止。但是,各种各样的雪花形状是怎样形成的呢?雪花大都是六角形的,这是因为雪花属于六方晶系。云中雪花”胚胎”的小冰晶,主要有两种形状。一种呈六棱体状,长而细,叫柱晶,但有时它的两端是尖的,样子象一根针,叫针晶。别一种则呈六角形的薄片状,就象从六棱铅笔上切下来的薄片那样,叫片晶。
如果周围的空气过饱和的程度比较低,冰晶便增长得很慢,并且各边都在均匀地增长。它增大下降时,仍然保持着原来的样子,分别被叫做柱状、针状和片状的雪晶。
如果周围的空气呈高度过饱和状态,那么冰晶在增长过程中不仅体积会增大,而且形状也会变化。最常见的是由片状变为星状。
原来,在冰晶增长的同时,冰晶附近的水汽会被消耗。所以,越靠近冰晶的地方,水汽越稀薄,过饱和程度越低。在紧靠冰晶表面的地方,因为多余的水汽都已凝华在冰晶上了,所以刚刚达到饱和。这样,靠近冰晶处的水汽密度就要比离它远的地方小。水汽就从冰晶周围向冰晶所在处移动。水汽分子首先遇到冰晶的各个角棱和凸出部分,并在这里凝华而使冰晶增长。于是冰晶的各个角棱和凸出部分将首先迅速地增长,而逐渐成为枝叉状。以后,又因为同样的原因在各个枝叉和角棱处长出新的小枝叉来。与此同时,在各个角棱和枝叉之间的凹陷处。空气已经不再是饱和的了。有时,在这里甚至有升华过程,以致水汽被输送到其他地方去。这样就使得角棱和枝叉更为突出,而慢慢地形成了我们熟悉的星状雪花。
上面说的实际上是一个典型的星状雪花的形成过程。它的相当部位,不论形状或大小,都应当是相同的。这种典型的星状雪花只有在一个理想的、平静的环境中(譬如在实验室内)才能形成。在大气中,它不能象上面说的那样有步骤地增大,所形成的形状也就不能那样典型。这是因为冰晶逐渐在下降着,而且有时在旋转着,各个枝叉接触水汽的多少有所不同,而那些接触水汽较多的枝又便增长得较多。因此,我们平常所看到的雪花虽大体上一样但又互不相同。
另外,雪花在云内下降的过程中,也会从适宜于形成这种形状的环境降到适宜于形成另一种形状的环境,于是便出观了各种复杂的雪花形状。有的象袖扣,有的象刺猾。即使都是星状雪花,也有三个枝叉的、六个枝叉的,甚至有十二个枝叉、十八个枝又的。
以上所述都是单个雪花的情况。在雪花下降时,各个雪花也很容易互相攀附并合在一起,成为更大的雪片。雪花的并合大多在以下三种情况下出观。(1)当温度低于0℃的时候,雪花在缓慢下降的途中相撞。碰撞产生了压力和热,使相撞部分有些融化而彼此沾附在一起,随后这些融化的水又立即冻结起来。这样,两个雪花就并合到一起了。(2)在温度略高于0℃的时候,雪花上本来已覆有一层水膜,这时如果两个雪花相碰,便借着水的表面张力而沾合在一起。(3)如果雪花的枝叉很复杂,则两个雪花也可以只因简单的攀连而相挂在一起。
雪花从云中下降到地面,路途很长,在条件适合时,可以经多次攀连并合而变得很大。在降大雪的时候,有时有一些鹅毛般的大雪片,就是经过多次并合而成的。
但是,有时雪花互碰时不是互相并合在一起,而是给碰破了,这时便产生一些畸形的雪花。例如,在降雪的时候,有时会见到一些单个的”星枝”,就属于这种情况。
我卖了一瓶复方甘草片、6袋抗病毒颗粒、3版阿莫西林胶囊和2版氨咖黄敏胶囊,谁能帮我算下多少钱?
一瓶复方甘草片2元,3版阿莫西林胶囊6元,2版氨咖黄敏胶囊3元,6袋抗病毒颗粒(这个东东是啥牌子的),总计不过15元
现有空气,氮气,氧气,二氧化碳各一瓶,怎样用最简单的方法鉴别出来?
有氧气、氢气、氮气、空气、
一氧化碳、二氧化碳6种气 体,怎样鉴别它们?
取6支试管,并分别倒入澄清的石灰水。然后将6个贮存气体的橡胶袋上的导气管分别插入6个试管的石灰水中,打开自由夹,观察6个试管中石灰水的变化。其中有一支试管中的石灰水变浑浊,此种气体必为二氧化碳。其它五支试管中无变化。关闭自由夹。
取一个水槽并放好水。再取5个集气瓶在其内部也全装满水并倒立在水槽中。将剩余的5种气体均采用排水取气法各收集一集气瓶气体,并将此5瓶气体用玻璃片盖好,从水槽中取出,放置在桌面上。
用燃着的木条分别放在5个集气的瓶口,观察现象。
其中一瓶气体能使木条越着越旺的,则一定是氧气。
其中一瓶对于木条燃烧没什么影响,而瓶中气体也没有燃烧现象的,则一定是空气。
其中一瓶能使燃着木条熄灭的一定为氮气。
有两瓶气体在遇燃着的木条时,瓶中的气体被点燃了,且燃烧时的火焰均为淡蓝色,此时迅速地往两个集气瓶中都倒入少量的澄清的石灰水,盖上玻璃片,摇动集气瓶,观察石灰水的变化。其中有一瓶中的石灰水变浑浊了,则原来的气体一定为一氧化碳,因为一氧化碳燃烧后生成二氧化碳,二氧化碳使石灰水变浑浊。而另一集气瓶中的石灰水没变化,则原来的气体一定为氢气,因为氢气燃烧只能生成水。
雪花是什么形状?
雪花(snow flake)
又名未央花,一种美丽的结晶体,它在飘落过程中成团攀联在一起,就形成雪片。单个雪花的大小通常在0.05——4.6毫米之间。雪花很轻,单个重量只有0.2——0.5克。无论雪花怎样轻小,怎样奇妙万千,它的结晶体都是有规律的六角形,所以古人有“草木之花多五出,度雪花六出”的说法。
为什么雪花是六角形的?
雪花为什么多呈六角形,花样又如此繁多呢?
雪花是由小冰晶增大变来的,而冰的分子以六角形的为最多,因而形成雪花多是六角形的。雪花形状的多种多样,则与它形成时的水汽条件有密切的关系。
对于六角形片状冰晶来说,由于它面上、边上和角上的弯曲程度不同,相应地具有不同的饱和水汽压,其中角上的饱和水汽压最大,边上次之,平面上最小。在实有水汽压相同的情况下,由于冰晶的面、边、角上的饱和水汽压不同,其凝华增长的情况也不相同。如果云中水汽不太丰富,实有水汽压仅大于平面的饱和水汽压,水汽只在面上凝华,这时形成的是柱状雪花;如果水汽稍多,实有水汽压大于边上的饱和水汽压,水汽在边上和面上都会发生凝华,由于凝华的速度还与弯曲程度有关,弯曲程度大的地方凝华较快,所以在冰晶边上凝华比面上快,这时多形成片状雪花;如果云中水汽非常丰富,实有水汽压大于角上的饱和水汽压,这样在面上、边上、角上都有水汽凝华,但尖角处位置突出,水汽供应最充分,凝华增长得最快,所以多形成枝状或星状雪花。
再加上冰晶不停地运动,它所处的温度和湿度条件也不断变化,这样就得冰晶各种部分增长的速度不一致,形成多种多样的雪花。
雪花的形成
在天空中运动的水汽怎样才能形成降雪呢?是不是温度低于零度就可以了?不是的,水汽想要结晶,形成降雪必须具备两个条件:
一个条件是水汽饱和。空气在某一个温度下所能包含的最大水汽量,叫做饱和水汽量。空气达到饱和时的温度,叫做露点。饱和的空气冷却到露点以下的温度时,空气里就有多余的水汽变成水滴或冰晶。因为冰面饱和水汽含量比水面要低,所以冰晶生长所要求的水汽饱和程度比水滴要低。也就是说,水滴必须在相对湿度(相对湿度是指空气中的实际水汽压与同温度下空气的饱和水汽压的比值)不小于100%时才能增长;而冰晶呢,往往相对湿度不足100%时也能增长。例如,空气温度为-20℃时,相对湿度只有80%,冰晶就能增长了。气温越低,冰晶增长所需要的湿度越小。因此,在高空低温环境里,冰晶比水滴更容易产生。
另一个条件是空气里必须有凝结核。有人做过试验,如果没有凝结核,空气里的水汽,过饱和到相对湿度500%以上的程度,才有可能凝聚成水滴。但这样大的过饱和现象在自然大气里是不会存在的。所以没有凝结核的话,我们地球上就很难能见到雨雪。凝结核是一些悬浮在空中的很微小的固体微粒。最理想的凝结核是那些吸收水分最强的物质微粒。比如说海盐、硫酸、氮和其它一些化学物质的微粒。所以我们有时才会见到天空中有云,却不见降雪,在这种情况下人们往往采用人工降雪。
洗衣液瓶子做花盆制作方法图片,洗衣液
工具:洗衣液瓶子、剪子 具体操作方法如下: 1、拿出洗衣液瓶,撕去标签,并清洗干净. 2、按照自己的想法,剪出大概轮廓. 3、在剪口上剪出一些波浪装饰. 4、把顶部进行镂空处理,拿出砂纸、锉刀把剪口打磨一下,防止割伤手. 5、在瓶子下部撒上土,种上植物即可.