魔力科學小實驗,一刀下去能剪出幾個圓環來?兩個的請靠邊站

2020-12-04 魔力科學

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文 | 魔力科學小實驗,本文為原創,歡迎關注及轉載分享!

我們總會聽到這樣一句話,任何事物都像紙張一樣有正反兩面

但在1858年,德國的兩位學者莫比烏斯約翰·李斯丁卻發現,如果我們將一張紙條的一側旋轉180°後與另一側相連,可以形成一個沒有正反面之分的紙環。

這個只有一面的紙環也被命名為「莫比烏斯環」,簡單來說,一隻小蟲不管從紙環上的哪一個點出發,繞了半圈似乎已經繞出去了,但再繼續繞半圈後,會發現又回到了原點;有些類似我們俗稱的「鬼打牆」,永遠走不出去。

莫比烏斯環的奇特之處還不止這一點。

假如我們從中間剪開一個普通的紙環,我們會得到兩個同樣大小的紙環,但把莫比烏斯環從中間剪開,卻無法將它一分為二,簡直超出常人能理解的範疇!

究竟有沒有這麼神奇呢?一起做個莫比烏斯環來驗證一下吧!

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實驗材料:紙條、剪刀、膠水、美工刀。

取一張藍色的長形紙條,把膠水均勻地塗抹在其中一端。

魔力科學小實驗同款實驗材料,安全切割墊板,不傷桌面自動癒合,環保材料,可反覆使用。

把紙條的另一端翻轉180°,然後與塗了膠水的那端粘起來,這樣就做好了一個莫比烏斯環了。

接著用剪刀,沿紙環的中間線把它剪開。

紙環不僅沒有一分為二,反而剪出一個兩倍長的紙環。

新得到的這個較長的紙環,本身卻是一個雙側曲面,它的兩條邊界自身雖不打結,但卻相互套在一起。

莫比烏斯環的奇特之處在於,能將原來紙帶的兩個「面」糅和成為一個整體,沒有了正反之分,如今在生活和生產中已有了一些用途。

有人想到將這個特性用到傳送皮帶上,這樣的話就可以把磨損分攤到更多的地方,從而提高皮帶的壽命,這個想法還獲得了美國的專利。

修建學家將「面」引申為空間、流線、生涯,締造出了神秘的「莫比烏斯空間」。

莫比烏斯帶在藝術和文化作品中也經常被引用,作為「無限循環」的一個象徵。國際通用的循環再造標誌就是一個綠色的、擺放成三角形的莫比烏斯帶。

今天的實驗就到這裡,奶爸要來提問了,假如把紙帶其中一端翻折360度後粘成紙環,用剪刀沿紙帶的中央把它剪開,又會出現什麼情況呢?

我是一名理工碩士奶爸,愛生活、愛科學,陪娃做了300多個「魔力科學小實驗」。關注訂閱我,每天3分鐘,陪孩子在家做個小實驗,培養孩子科學素養!

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