วงก้นหอยของอาร์คิมิดีสและการปรากฎตัวในโลกรอบตัวเรา

วงก้นหอยของอาร์คิมิดีสและการปรากฎตัวในโลกรอบตัวเรา
วงก้นหอยของอาร์คิมิดีสและการปรากฎตัวในโลกรอบตัวเรา
Anonim

Spiral แม้ว่าภาพจะเรียบง่าย แต่ก็เป็นสัญลักษณ์ที่ซับซ้อนและมีความหมาย แม้แต่คนในสมัยโบราณก็ยังใช้เป็นสัญลักษณ์ในการตกแต่ง ซึ่งเป็นลวดลายที่ใช้ง่ายกับไม้ หิน และดินเหนียว รูปร่างของก้นหอยผสมผสานความสมมาตรและอัตราส่วนทองคำเข้าด้วยกัน เมื่อมองด้วยสายตาจะให้ความรู้สึกถึงความกลมกลืนและสวยงาม เกลียวที่เกี่ยวข้องกับสัญลักษณ์ของจุดศูนย์กลางเป็นจุดเริ่มต้นของการเริ่มต้นจากที่ที่วิวัฒนาการการพัฒนาและการเคลื่อนไหวของชีวิตเริ่มต้นขึ้น ครั้งหนึ่ง อาร์คิมิดีสดึงความสนใจไปที่รูปร่างของมัน นักวิทยาศาสตร์ชาวกรีกโบราณจากเมืองซีราคิวส์ได้ศึกษารูปร่างของเปลือกที่บิดเป็นเกลียวและสรุปสมการก้นหอย ขดลวดที่เขาวาดตามสมการนี้ตั้งชื่อตามเขา - เกลียวของอาร์คิมิดีส

เกลียวของอาร์คิมิดีส
เกลียวของอาร์คิมิดีส

ขดลวดอาร์คิมิดีส

เส้นโค้งที่อธิบายโดยจุดที่เคลื่อนที่ด้วยความเร็วคงที่ตามลำแสงที่หมุนด้วยความเร็วเชิงมุมคงที่รอบจุดกำเนิดเรียกว่า "เกลียวอาร์คิมิดีส" การก่อสร้างดำเนินการดังนี้: มีการตั้งค่าขั้นตอน - a, วงกลมถูกดึงจากจุดศูนย์กลาง O ด้วยรัศมีเท่ากับขั้นตอนของเกลียว, ขั้นตอนและวงกลมถูกแบ่งออกเป็นหลายส่วนเท่า ๆ กัน, นับจุดแบ่ง.

โครงสร้างเกลียวของอาร์คิมิดีส
โครงสร้างเกลียวของอาร์คิมิดีส

อาร์คิมิดีสในบทความของเขา "On the Spiral" เขาศึกษาคุณสมบัติของแบบฟอร์มนี้โดยใช้พิกัดเชิงขั้วเขาเขียนคุณสมบัติเฉพาะของจุดต่าง ๆ ให้สร้างแทนเจนต์ของเกลียวและกำหนดพื้นที่ของมัน แสดงเกลียวของสูตรอาร์คิมิดีส r=atheta นักวิทยาศาสตร์รู้ว่าการเพิ่มระดับเสียงของเกลียวจะสม่ำเสมอเสมอ

สัญลักษณ์

สัญลักษณ์รูปก้นหอยหลากหลายความหมายอย่างน่าทึ่ง มันถูกมองว่าเป็นหลักสูตรและระยะเวลา (จังหวะของวัฏจักร, การเปลี่ยนแปลงของเฟสสุริยะและจันทรคติ, หลักสูตรของประวัติศาสตร์, ชีวิตมนุษย์) เกลียวถือเป็นสัญญาณของการพัฒนาความมีชีวิตชีวาที่ธรรมชาติมอบให้เรา นี่คือความปรารถนาในระดับใหม่ สำหรับศูนย์กลาง ปัญญาของคุณ เกลียวมักเกี่ยวข้องกับงูซึ่งในทางกลับกันเป็นตัวเป็นตนภูมิปัญญาของบรรพบุรุษ อย่างที่ทราบกันดีอยู่แล้วว่างูชอบขดตัวและดูเหมือนเป็นเกลียว

เกลียวของอาร์คิมิดีส ดาราจักรเกลียว
เกลียวของอาร์คิมิดีส ดาราจักรเกลียว

ในธรรมชาติ เกลียวปรากฏตัวในสามรูปแบบหลัก: แช่แข็ง (เปลือกหอยทาก) ขยายตัว (ภาพของดาราจักรก้นหอย) หรือการหดตัว (คล้ายกับวังน้ำวน) รูปแบบเกลียวนำเสนอจากความลึกของวิวัฒนาการ (โมเลกุล DNA) ไปจนถึงกฎของวิภาษ

วงก้นหอยอยู่ใกล้กับวงกลม ซึ่งเป็นรูปแบบที่สมบูรณ์แบบที่สุดในบรรดาธรรมชาติทั้งหมด แท้จริงแล้วธาตุและธาตุธรรมชาติในรูปของเกลียวนั้นพบได้ทั่วไปในธรรมชาติ เหล่านี้คือเนบิวลาก้นหอย กาแล็กซี น้ำวน พายุทอร์นาโด พายุทอร์นาโด อุปกรณ์ปลูกต้นไม้ แม้แต่แมงมุมก็ยังปั่นใยเป็นเกลียว บิดเกลียวเป็นเกลียวรอบศูนย์กลาง ธรรมชาติชอบการทำซ้ำ การสร้างสรรค์ของเธอก็ใช้เหมือนกันหลักการเดียวกัน

ลำดับเกลียวอาร์คิมิดีสและฟีโบนักชี

เกลียวอาร์คิมิดีสและลำดับฟีโบนักชี
เกลียวอาร์คิมิดีสและลำดับฟีโบนักชี

วงก้นหอยของอาร์คิมิดีสมีความสัมพันธ์ใกล้ชิดกับลำดับฟีโบนักชี กฎคณิตศาสตร์นี้อธิบายหลักการของเกลียวอาร์คิมิดีสและส่วนสีทอง ความสัมพันธ์ที่ใกล้ชิดของพวกมันสามารถสังเกตได้ในปรากฏการณ์และองค์ประกอบของธรรมชาติมากมาย - ในโครงสร้างของเปลือกหอย, ช่อดอกทานตะวันและพืชอวบน้ำ, กะหล่ำปลีเศษส่วนและโคนต้นสน, มนุษย์และดาราจักรทั้งหมด

สมมาตรเกลียว

ปัจจัยด้านเวลารวมกับการหมุนและการเคลื่อนที่ตามทิศทางทำให้เกิดรูปร่างเป็นเกลียว เกลียวที่มีอยู่ในโครงสร้างของงานศิลปะนั้นสัมพันธ์กับเวลาไม่ใช่อวกาศ ส่วนใหญ่มีอยู่ในรูปแบบ ไม่ค่อยพบในสถาปัตยกรรม

เกลียวของอาร์คิมิดีส บันไดเวียน
เกลียวของอาร์คิมิดีส บันไดเวียน

นี่คือยอดโบสถ์และบันไดเวียน

เทคนิคการใช้งาน

วงก้นหอยของอาร์คิมิดีสมีการใช้กันอย่างแพร่หลายในงานวิศวกรรม หนึ่งในสิ่งประดิษฐ์ของนักวิทยาศาสตร์ - สกรู (ต้นแบบของเกลียวสามมิติ) - ถูกใช้เป็นกลไกในการถ่ายโอนน้ำไปยังคลองชลประทานจากอ่างเก็บน้ำที่อยู่ต่ำ สกรูของอาร์คิมิดีสได้กลายเป็นต้นแบบของสกรู ("หอยทาก") - อุปกรณ์ที่ใช้กันอย่างแพร่หลายในเครื่องจักรต่างๆ สำหรับผสมของเหลว เทกอง และของเหลว ความหลากหลายที่พบบ่อยที่สุดคือโรเตอร์แบบสกรูในเครื่องบดเนื้อทั่วไป ตัวอย่างการใช้งานในเทคนิคของเกลียวอาร์คิมีดีนก็คือหัวจับที่มีจุดศูนย์กลางตัวเอง กลไกนี้ใช้ในจักรเย็บผ้าสำหรับม้วนด้ายอย่างสม่ำเสมอ

ตอนนี้เกลียวของอาร์คิมิดีสสมควรได้รับความสนใจเป็นพิเศษเมื่อสอนคอมพิวเตอร์กราฟิก