米亞王
表帶、汽車輪胎、救生圈……它們都是生活中常見的圓環(huán)。不過,今天介紹的這種環(huán)有點不一般。親手嘗試一下,或者給小朋友表演一下,一定會讓他們驚訝不已。
1準(zhǔn)備一張白紙、一把剪刀、一把刻刀、一瓶膠水、一支紅色鉛筆。
2用刻刀從反復(fù)對折后的紙上裁出幾條寬度相等的細(xì)長條,拿出兩條備用。一條首尾相接,用膠水粘好,形成一個“常規(guī)”圓環(huán);另一條依舊首尾相接,不過要把尾扭轉(zhuǎn)180度后再用膠水粘貼。
3用紅色鉛筆分別在兩個紙環(huán)上,找靠近中心的一點畫一個起點,然后筆尖不要離開紙面,順著起點沿著紙環(huán)畫完整的一圈,直到鉛筆又畫回起點。
4如果你的起點選在“常規(guī)”圓環(huán)的外側(cè),你會發(fā)現(xiàn)所畫的線全部在紙環(huán)的外側(cè),紙環(huán)內(nèi)側(cè)還是白的??膳まD(zhuǎn)的紙環(huán)上,你所畫的線卻在無意之中貫穿了正反兩面。
5沿著紅線將兩個紙環(huán)分別剪成“兩半”。
6“常規(guī)”圓環(huán)被一分為二,而另外那個扭轉(zhuǎn)的紙環(huán)卻變成了比原來大一倍的新紙環(huán)。
實驗中這種扭曲的紙環(huán)有個響亮的名字——“莫比烏斯帶”,是由德國數(shù)學(xué)家莫比烏斯發(fā)現(xiàn)的。莫比烏斯帶有個特點,沒有正反面,因為它的正反面是貫通的,所以雖然它看起來是扭曲后首尾相接形成的圓環(huán),卻只有一個面,而不像“常規(guī)”圓環(huán)那樣內(nèi)外分明。
除了只有一個面,莫比烏斯帶也只有一條邊,這就是為什么我們沿著紙環(huán)中線剪斷后,紙環(huán)并沒有被一分為二,而是變成一個兩倍長的、擰著勁兒的紙環(huán)。如果你愿意繼續(xù)嘗試,還可以把這個變長了的紙環(huán)用剪刀繼續(xù)一分為二。這次,你不會再剪出一個兩倍長的紙環(huán),而是會得到兩個相互嵌套的扭曲紙環(huán)。
在我們的生活中,你一定已經(jīng)無意中見過不少莫比烏斯帶的應(yīng)用了,比如再循環(huán)標(biāo)志就是一種莫比烏斯帶,還有一些傳送帶也會被設(shè)計成莫比烏斯帶,這樣傳送帶的兩面都可以被用到,能夠均勻磨損,延長使用壽命。
小青蛙報2019年14期