конспект лекций, вопросы к экзамену

Симметрия в живой и неживой природе. Принцип Кюри.

Большинство того, что нас окружает -- симметрично. Практически не существует несимметричных объектов, созданных природой.

Возьмём древесный лист. Приложим к линии сгиба зеркало, отражение более или менее точно заменяет отражаемую часть, соответственно, она симметрична.

СИММЕТРИЯ -- фигура называется симметричной, если она состоит из равных, закономерно повторяющихся частей. Сразу оговоримся, что в большинстве природных объектов, в том числе, в нас с вами симметрия условная, с погрешностями.

Прикладывание зеркала к листку -- операция симметрии (двустороннее отражение фигуры в плоскости симметрии. К этому относится и поворот фигуры вокруг своей оси), плоскость, которая разделяет листок на две симметричные части, она совпадает с плоскостью зеркальца -- плоскость симметрии.

Такая симметрия листка называется билатеральной или дважды боковой.

Возьмём ромашку. Приложим зеркальце к каждому лепестку, получим множество плоскостей симметрии, пересекающиеся в центре цветка, такая симметрия называется радиальной.

Разность в том, что у листка одна плоскость симметрии, у ромашки - пересечение множества плоскостей.

Из разности типов симметрии листка и ромашки выходит основное правило симметрии:

Все то, что растёт или движется вертикально, т.е. вверх или вниз относительно земной поверхности, подчиняется радиально-лучевой симметрии в виде веера пересекающихся плоскостей симметрии; все то, что растёт или движется горизонтально относительно земной поверхности, подчиняется билатеральной симметрии, как у листка”.

Этот закон -- следствие принципа Пьера Кюри.

Принцип Кюри: симметрию чего-либо нельзя рассматривать без симметрии среды. Из элементов собственной симметрии сохраняются только те, что совпадают с симметрией среды. Симметрия среды накладывает отпечаток на все в ней находящееся. Все вокруг нас -- в поле земного тяготения. Какова его симметрия? Ставим точку, проводим к центру земли, окружена такими же стрелками. То есть, веер пересекающихся плоскостей симметрии, значит, симметрия радиально-лучевая. Всё то, что растёт на Земле вверх или вниз -- тоже пересекается с плоскостями симметрии силы тяготения, значит, приобретает радиально-лучевую симметрию. Все, что растёт или движется горизонтально, обязательно совпадет с одной из бесчисленных плоскостей симметрии тяготения, она накладывает свой отпечаток и тело получает билатеральную симметрию. Это -- универсальный закон симметрии. Доказательство из неживой природы: овальная галька. Нарисовать - объяснить. Пример: дерево! Искривленное дерево? Воздействие среды, нарисовать направление поток ветра.

Представим стул, который противоречит универсальному закону симметрии, то есть не пересекается ни с одной из плоскостей симметрии -- он неустойчив.

Примеры симметрии в живой природе: их бесконечно много, в том числе, человек. В неживой: морская галька, кристаллы.

24.12.2019; 08:00
просмотров: 64