Слайд 1Тема : Лента Мебиуса
Выполнили: ученики 6Б класса
Артемова Юлия
Скопцов Андрей
ГБОУ СОШ
№ 3
Г. Нефтегорска
Руководитель: Грибовская Н.Г .,
учитель математики
Слайд 2Введение
В наше время актуально изучение различных свойств и нестандартных применений необычных
фигур.
Лист Мёбиуса открыли ещё в XΙX веке, он был актуален и в XX веке, и в XXΙ. Удивительные свойства листа Мёбиуса использовались и используются в кулинарии, в технике, в физике, в живописи, в архитектуре, в оформлении ювелирных изделий и бижутерии. Вдохновлял он на творчество многих писателей и художников.
Слайд 3Основная часть
Цель работы: рассказать и показать, что на вид простая лента,
повёрнутая на пол-оборота со склеенными концами, может заключать в себе много неожиданностей
Задачи:
- Познакомиться с историей появления ленты Мебиуса;
- Выявить и исследовать свойства ленты Мебиуса;
-Провести несколько опытов с лентой Мёбиуса и научиться демонстрировать их.
- Установить области применения ленты Мебиуса.
-Выявить источники и литературу по данной теме и проанализировать их.
Гипотеза: односторонние поверхности существуют.
Слайд 4Историческая справка
Таинственный и знаменитый лист Мёбиуса придумал в 1858 году немецкий
геометр Август Фердинанд Мёбиус. Рассказывают, что открыть свой “лист” Мёбиусу помогла служанка, сшившая неправильно концы длинной ленты. Семь лет он дожидался рассмотрения своей работы и, не дождавшись, опубликовал её результаты. Некоторое время под руководством К. Гаусса изучал астрономию. Начал вести самостоятельные астрономические наблюдения в Плейсенбургской обсерватории, в 1818г. стал её директором.
Слайд 6Лента Мёбиуса - начало новой науки топологии
С того момента, как немецкий
математик А. Ф. Мёбиус обнаружил существование удивительного одностороннего листа бумаги, начала развиваться целая новая ветвь математики, называемая топологией.
Слайд 7Топология (греч. «топос» - место, местность + логия) является одним из
самых «молодых» разделов современной геометрии, в котором изучаются свойства таких фигур, которые не меняются, если их гнуть, растягивать, сжимать, но не склеивать и не рвать, т. е не изменяются при деформациях
Слайд 8Слово «топология» впервые употребил в середине 19 века Иоганн Бенедикт Листинг,
профессор Геттингенского университета, который предложил в качестве первого примера односторонней поверхности перекрученную ленту почти одновременно со своим коллегой из Лейпцига - Августом Фердинандом Мёбиусом
Слайд 9Как изготавливают лист Мёбиуса
Для изготовления ленты Мёбиуса потребуются бумажные полосы длиной
30 см и шириной 3 см.
Возьмем бумажную ленту АВСD, разделенную по ширине пополам пунктирной линией. Прикладываем ее концы АВ и СD друг к другу и склеиваем так, чтобы точка А совпала с точкой C, а точка B с точкой D. Получилось знаменитое в математике бумажное кольцо, которое получило особое название - "Лента Мёбиуса".
Слайд 10Опыты с листом Мебиуса
I группа опытов
Опыт № 1. Мы
привыкли к тому, что у всякой поверхности, с которой имеем дело (лист бумаги, велосипедная или волейбольная камера) - две стороны. Начали красить лист Мёбиуса, не переворачивая его.
Результат. Лист Мёбиуса закрасился полностью.
« Если кто - нибудь вздумает раскрасить только одну сторону поверхности мёбиусовой ленты, пусть сразу погрузит её всю в ведро с краской», - пишет Рихард Курант и Герберт Робинс в превосходной книге «Что такое математика?»
Опыт №2. Изготовили из бумаги паука и муху и отправили «гулять» по обыкновенному кольцу, но запретили им переползать границы.
Результат. Паук не смог добраться до мухи.
Опыт № 3. Отправили этих паука и муху только уже по листу Мёбиуса. И запретили им переползать через границу.
Результат. Бедная муха будет съедена, если, конечно, паук бегает быстрее!
Опыт №4. Изготовили из бумаги человечка и отправили, его путешествовать по ленте Мебиуса.
Результат. Человечек вернется в точку отправления, в ней он встретился бы при этом со своим зеркальным отображением.
Слайд 12Топологические свойства ленты Мёбиуса
Односторонность- топологическое свойство листа Мёбиуса, характерное только для
него.
Непрерывность- на листе Мёбиуса любая точка может быть соединена с любой другой точкой. Разрывов нет- непрерывность полная.
Связность- что касается листа Мёбиуса, то количество связей меняется в зависимости от смены количества оборотов ленты
Ориентированность- свойство, отсутствующее у листа Мёбиуса.
Слайд 14 Применение листа Мёбиуса:
1.У входа в Музей истории и техники в
Вашингтоне медленно вращается на пьедестале стальная лента, закрученная на полвитка. В 1967 году, когда в Бразилии состоялся международный математический конгресс, его устроители выпустили памятную марку достоинством в пять сентаво. На ней была изображена лента Мёбиуса. И монумент высотой более чем в два метра, и крохотная марка – своеобразные памятники немецкому математику и астроному Августу Фердинанду Мёбиусу.
Слайд 162.Лист Мёбиуса используется во многих изобретениях, навеянных тщательным изучением свойств односторонней
поверхности. Придуманы кассеты для магнитофона, где лента перекручивается и склеивается в кольцо, при этом появляется возможность записывать или считывать информацию сразу с двух сторон, что увеличивает ёмкость кассеты в два раза и соответственно время звучания. В матричных принтерах красящая лента имела вид листа Мёбиуса для увеличения срока годности. Это даёт ощутимую экономию. Лист Мёбиуса применяют в велосипедной и волейбольной камере
Слайд 17
3. Совсем недавно ей нашли другое применение - она стала играть
роль пружины, вот только пружины особенной.
4. В 1971 году изобретатель с Урала Чесноков П.Н. применил фильтр в виде листа Мёбиуса
Слайд 185.Лист Мёбиуса используется в кулинарии для того, чтобы создать интересный и
аппетитный вид для булочек, сушек, хвороста. А также при изготовлении инструментов для приготовления и украшения различных блюд, силовых конструкций (мешалка).
Слайд 196. При помощи ленты Мёбиуса создают целые шедевры. Лист Мёбиуса служил
вдохновением для скульптур и для графического искусства.
Слайд 217.Есть гипотеза, что спираль ДНК сама по себе тоже является фрагментом
ленты Мёбиуса, и только поэтому генетический код так сложен для расшифровки и восприятия.
Слайд 228.Ручной эспандер "Робур". Одна из любимых вещей всех школьных учителей физкультуры, которая
по их собственному выражению«тренирует не только мышцы кисти, но и мышцу мозга".Кистевой эспандер от студии Артемия Лебедева повторяет форму ленты Мёбиуса
Слайд 239.Логотип компании Woolmark. Логотип был создан в 1964 году в результате
дизайнерского конкурса. Член жюри Franco Grignani не устоял и предложил свой вариант, спрятавшись под псевдонимом Francesco Seraglio. Данный логотип напоминает лист Мебиуса и является символом вечности и гибкости компании
Слайд 2410. Символ переработки. Международный символ переработки представляет собой Лист Мёбиуса.
11. Шарф
Мёбиуса. Интересная вещь шарф Мёбиуса появившаяся в гардеробах 21 века. Шарф Мёбиуса можно сделать самому, связав концы шарфа на перекрутив на один оборот
Слайд 2512.В настоящее время рассматривается проект постройки библиотеки в виде листа Мёбиуса
в Казахстане.
13. Аттракцион “Американские горки” напоминает форму листа Мебиуса.
Слайд 26Заключение
Таким образом, лента Мёбиуса – первая односторонняя поверхность, которая положила начало
новому направлению в геометрии – топологии.
Профессор Август Фердинант Мебиус в 1858 году сделал масштабное открытие, за которым скрывались многие факты. Лист Мебиуса служил вдохновением для скульпторов, художников и графиков. Многие физические явления используют для объяснения лист Мебиуса. Ученые генетики рассматривают код ДНК в качестве модели ленты Мебиуса. Лист Мебиуса применяется для усовершенствования технических приборов. Загадочная лента Мебиуса применяется для показа фокусов в цирке.
Мы считаем эту тему очень увлекательной и содержательной, развивающей познавательный интерес к урокам математики. Очень надеемся, что наш проект принесёт пользу и моим ровесникам, и старшеклассникам, и учителям.