Möbius szalag

A Möbius szalag egy félig csavart szalag.

Elkészítése nagyon egyszerû. Egy hosszú papírcsíkot kell venni, és a vékonyabbik részeit összeragasztani úgy, hogy egyiknek a teteje kerüljön a másik aljához.

A matematika nnyelvén szólva:

1. Vegyél egy papírból készült olyan téglalapot ( ABCD ), amelynek az eggyik élepárja lényegesen hosszabb a másiknál. 2. Csavard el félig a téglalapot úgy, hogy az A meg D és B meg C illeszkedjék. Ragaszd össze:

Ez a furcsa felületet Möbius szalagnak nevezzük. A nevét egy tizenkilencedik századi német matematikus csillagászról kapta August Ferdinand Möbius-ról. Möbius úttörõvolt a topológiában és híresebb kortársival együtt ( um. Riemann, Lobachevsky és Bolyai ) egy az euklideszitõl eltérõ geometriát hoztak létre.

A Möbius szalag rengeteg érdekes dolgot tárt fel, pl. az egyoldalúságot. Ha A-t meg B-t és C-t meg D-t simán ( félcsavar nélkül ) összeillesztve egy egyszerû hengerfelületet kapunk két oldallal és két éllel -- ahol lehetetlen egyik oldalról a másik oldalra jutni az él metszése nélkül. De a félcsavar hatására egy oldala és egy éle lesz!

Hogy ezt belásd, (1) huzzunk egy vonalat az „élei" között a szalag felénél; folytassuk míg visszaérünk a kiindulási pontba. Metszettél élet? (2) Most fogj egy Möbius szalagot és egy vastaghegyû kijelölõ filcet. Érintsd az élét a filchez, és anélkül, hogy megmozdítanád a filcet forgasd a Möbius szalagot körbe. Sikerült az egész élet beszinezni? (3) Az elõzõleg megrajzolt ( ld. 1 ) vonal mentén ollóval vágjuk el. Az így kapott felületen húzz egy középvonalat, és vágd el ennek mentén is. Számitottál arra ami történt?

A Möbiusz szalagnak egy határoló vonala és csupán egy oldala van. Nem irányítható felület, valójában alapvetõ eleme a nem irányíthatóságnak úgy, hogy minden nem irányítható felület tartalmaz egy Möbius szalagot.

A Möbiusz szalag nem megvalósítható a síkban. Összefüggési száma n=2; Euler-karakterisztikája K=0 (K = L + C - É, ahol L-lap C-csúcs É-él ).

A Möbiusz szalag paraméteres képlete:

f(u, v) = ( (cos(u) + v*cos(u/2)*cos(u)), (sin(u) +v*cos(u/2)*sin(u)), v*sin(u/2)),

0 <= u <= 2*pi, -0.3 <= v <= 0.3

forrás: Alfred Gray, Modern Differential Geometry of Curves and Surfaces

Néhány Möbius szalag

Mire is használták fel:
  • Óriási Möbius szalagokat használtak szállítószalagnak is (hogy tovább tartsanak, hiszen " mindkét oldaluk " ugyanannyit kopik).
  • Magnó-felvételeknéleknél (hogy megkétszerezzék a léjátszási idõt).
  • Szabadstílusu síelõk elneveztek egy akrobatikus ugrást Möbius ugrásnak.
  • M.C. Echer munkáiban, képeiben pl. a hangyák vonulása.
  • Martin Gardiner egy nagyszerû novellát írt a Möbius szalag alapján "Az Oldal Nélküli Professzor" (Clifton Fadiman : Fantasia Matamatica c. könyve)
  • Egy holdkrátert is neveztek el Möbiusról.
  • "Az a baj Möbius-al, hogy azt hiszi minden kérdésnek csak egy oldala van."

         


    linkek

            Ez az összeállítás nem tejes, de nem is lehet az. Ez csupán egy kis ízelítõ egyoldalú felületekrõl.
    Bármely észrevétellel, kérdéssel, fordulj hozzám bizalommal: