展示目的及科学原理
莫比乌斯带是由德国数学家莫比乌斯创造的一种拓扑学结构,它是将一个普通圆环断开,将断面转180°后再连接在一起的特殊环带。这种环带与普通圆环不同的是他只有一个面(即单侧曲面),而普通圆环有里外两个面(双侧曲面)。
操作方式
本展项主要由一个莫比乌斯带和两个不同颜色的小瓢虫模型组成。莫比乌斯带的表面被设计成赛车跑道形式,两只小瓢虫模型在赛道上相互追赶,当小瓢虫B快速追赶上小瓢虫A时,小瓢虫B会放缓速度,小瓢虫A加速前进,直至小瓢虫A又追上小瓢虫B,小瓢虫A再放缓速度,小瓢虫B加速前进,以此循环。结合赛道上的LED灯光,小瓢虫在运动过程中不必跨过莫比乌斯带边缘便可驶过正反两个曲面,让观众直观地了解到莫比乌斯带只有一个无限循环的单侧面,不可定向的曲面特性。
观看小瓢虫在运动过程中不必跨过莫比乌斯带边缘可驶过整个曲面。
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