元旦礼物

2021-03-12 03:26武乾俊
初中生世界·七年级 2021年2期
关键词:莫比纸带乌斯

武乾俊

元旦临近,一位男生走进我办公室说:“老师,我为您准备了一个很有趣的礼物——‘莫比乌斯环!”我拿到后发现是一张纸条做成的,上面用彩色水笔工整地写着“数学老师元旦快乐”八个字。看着他的眼神,好像在期待着什么。我笑问道:“你是怎么做的?为什么这上面的八个字看上去是在一个面上?”他从口袋里拿出了一张新的纸条,迫不及待地介绍起制作的过程:“其实制作很简单,只要把这根纸条扭转180°,然后把两头粘贴起来,就做成了。”我问道:

“你知道‘莫比乌斯环的来历吗?”他摇了摇头,脸上的表情像极了一个大大的问号。我把他拉到旁边的椅子上坐下,跟他聊了起来。

公元1858年,德国数学家莫比乌斯(1790-1868)和约翰·李斯丁发现:把一根纸条扭转180°,两头再粘贴起来,这样做成的纸带圈具有魔术般的性质。普通纸带具有两个面(即双侧曲面),一个正面一个反面,两个面可以涂成不同的颜色;而这样的纸带只有一个面(即单侧曲面),一只小虫可以爬遍整个曲面而不必跨过它的边缘(也就是说,它的曲面从两个减少到只有一个)。后来这种纸带被称为“莫比乌斯环”。

不过,莫比乌斯环的有趣之处还不止这些。沿着中间的线把它剪开,它不仅不会一分为二,还会变成一个是原来的两倍的大环,如果再沿着中间剪开,这次就真的一分为二了。但有趣的是,两个圆总是相互套在一起,而不分开。

听完后,他带着不可思议的表情,立即用刚做的“莫比乌斯环”验证起来。他张大了嘴巴,眼睛瞪得圆圆的。

在生活中“莫比乌斯环”也有着一定的应用:

1.把机械传送动力的皮带做成“莫比乌斯环”的样子,这样皮带磨损的面积增大了,延长了使用寿命;

2.录音机的磁带做成“莫比乌斯环”的样子,磁带就只有一个面了,放音乐时就不需要放完一面后再翻面放另一面,可以直接一次放到最后;

3.游乐场里过山车的轨道做成“莫比乌斯环”的样子,就能使过山车从轨道的两面通过。

“莫比乌斯环”还被运用到了生活中的很多地方,使我们的生活发生了巨大的改变。

听完后他不住地点着头,说:“没想到,一個小小的无心发现,居然有这么多的神奇之处。谢谢老师,我回教室了!”

看着他边把玩着手中的“莫比乌斯环”边走出办公室,我心里想:“这是我收到的最好的元旦礼物,老师应该谢谢你!感谢你的好奇,感谢你的探索,感谢你的求真......数学,锻炼了我们的思维,也给我们平淡的生活带来了意想不到的乐趣。期待着你的再次发现,期待着与你的再次交流,让我们一起走进数学的世界,发现数学的美吧!”

(作者单位:江苏省兴化市戴泽初级中学)

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