莫比烏斯帶(環)

螞蟻從紙張的一面爬到另一面,我們總是認為它一定會爬翻過邊緣或打洞才可行。可是事實並非如此,如果我們給它一條莫比烏斯帶,它便可以由這一面爬到另一面,並不需要翻過邊緣或打洞。



德國數學家兼天文學家,拓樸學先驅--- 莫比烏斯(A.F.Moebius,1790-1860)發現在三維空間的二維單面環狀曲面,它不但只有一表面而且只有一界邊,被稱作莫比烏斯帶。如果使用鉛筆沿著
莫比烏斯帶的一面往前畫線,我們會發現鉛筆可以回到原來的起點;也就是說可以一筆畫連結始點和終點且始點和終點是同一點。

 

 

我們要如何製作莫比烏斯帶,您只需將紙條的一邊扭轉180度並黏貼在另一邊,就形成一條莫比烏斯帶。
如果我們將一張紙條的一邊同方向扭轉180度二次、三次,甚至更多次後,黏貼在另一邊,它仍然是一條莫比烏斯帶。


在紙條上畫一條二等分線,建議畫深一點以致背面可以有畫痕;再把它製作成莫比烏斯帶,順著二等分線剪一圈得到扭轉二次的紙帶,其長度是原來的2倍,並有二條邊界線和二個面,它不是莫比烏斯帶。 

moebius1.gif (4780 bytes)

 

在紙條上畫二條三等分線,建議畫深一點以致背面可以有畫痕;再把它製作成莫比烏斯帶,順著其中一條三等分線開始剪,可以不斷開的連續剪完,並得到環環扣的二條紙帶,較短的是莫比烏斯帶,其長度和原來一樣,寬度是原來的三分之一。而較長的不是莫比烏斯帶,而是扭轉二次的紙帶,有二條邊界線和二個面,長度是原來的二倍,寬度是原來的三分之一。

 

 

 

延伸閱讀
中華民國第52屆中小學科展作品--莫比烏斯環和相關紙環
莫比烏斯帶(環)3D模擬  ggb


Copyright © 昌爸工作坊 all rights reserved.