欢迎访问宁夏科技馆官网 设为首页 加入收藏

魅•数学

您当前的位置:首页  > ">展区展示  > 魅•数学

生物中隐含的数与形

2015/3/24 19:50:51 人评论 次浏览

一、展品科学原理

本展品通过互动展品,为大家展示生物界中各种生物形态与数学原理之间的奇妙关系,通过将小鱼放到画有数学几何图案的图板上,了解它的形状与图案的关系,进而引发人们对自然界神奇转换关系以及各学科之间相互联系、相互转化的思考。

二、展品拓展内容

1、生物与数学有着紧密的联系,鹦鹉螺与斐波拉契数列,人体与黄金分割,昆虫的复眼与六边形的奇特性质,细胞分裂与自然对数e ……都体现着生物与数学的联系。

2、斐波那契数列:斐波那契数列,指的是这样一个数列:1123581321……它的特点是每一项都是前两项之和。在自然界中,很多生物体中就体现了斐波那契数列。比如鹦鹉螺,每一圈螺纹的长度都恰好等于里面两圈的长度之和。向日葵的花盘,每一圈的瓜子数都等于里面两圈瓜子数量的和。松果、凤梨、树叶的排列、某些花朵的花瓣数,都斐波拉契数列密切相关。据研究,植物叶片根据斐波那契数列来布局,采光效果是最佳的。

3、人体与黄金分割:黄金分割律这是古希腊数学家毕达哥拉斯所发现,后来柏拉图将此称为黄金分割。这其实是一个数字的比例关系,即把一条线分为两部分,此时长段与短段之比恰恰等于整条线与长段之比,这个比例用数值来表示,就是长段与整段的比为0.618。而这个比值,人类觉得最为美观、和谐。画家们发现,按0.618:1来设计腿长与身高的比例,画出的人体身材最优美。音乐家发现,二胡演奏中,“千金”分弦的比符合0.6181时,奏出来的音调最和谐、最悦耳。据研究,人体结构中有许多比例关系接近0.618,例如,肚脐正好是头顶到足底的黄金分割点,咽喉正好是头顶到肚脐的黄金分割点,膝关节是肚脐到足底的黄金分割点。

4、植物与黄金分割:植物叶子的形态随种而异,但它在茎上的排列顺序,却是极有规律的。从植物茎的顶端向下看,会发现上下层中相邻的两片叶子之间约成137.5°角,植物学家经过计算表明:这个角度对叶子的采光、通风都是最佳的。黄金分割,就隐藏在其中。

5、六边形的独特性质:有些几何形状,可以多个大量堆积在一起而且中间没有缝隙,比如等边三角形、正方形、六边形等,而有些几何形状则不能,比如八边形、五边形、圆形等,而在所有可以无缝堆积的形状中,如果面积相同的话,六边形的周长最小,这就是六边形的独特性质。因为可以无缝堆积,所以节省空间,因为周长最小,所以节省材料,正因为如此,很多生物都钟情于它。例如昆虫的复眼,蜜蜂的蜂巢,都是由一个个六边形组成的。

三、展品操作程序

1、将鱼形框架放到几何图案上

2、找到恰当的位置,让框架和图案中的线条重合,试试你能找到几个位置?

上一篇:蛇摆

下一篇:双曲狭缝