莫比乌斯圈教案
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人教版数学四年级上册神奇的默比乌斯带教案模板(推荐3篇)〖人教版数学四年级上册神奇的默比乌斯带教案模板第【1】篇〗教学内容:人教版实验教材四年级上册第77页。
教学目标:1、动手操作将长方形纸条制成一个神奇的莫比乌斯带。
2、引导学生认识莫比乌斯带的特点和奇异性质。
3、培养学生大胆猜想、细心求证的精神。
4、在莫比乌斯带变化中感受数学的无穷魅力,拓展数学视野。
进一步激发学生学习数学的兴趣,并获得成功的体验。
教学重点:会制作一个神奇的莫比乌斯带;引导学生发现认识莫比乌斯带的特点和奇异性质。
教学难点:莫比乌斯带面和边个数的验证。
教学具准备:长方形纸条若干、剪刀、胶水、水彩笔。
教学过程:课前谈话:老师给大家讲个故事(课件出示故事情节),你知道他是怎么做到的吗?今天我们就来学习这方面的知识。
一、创设情境,导入新课。
1、变魔术教师出示一张白纸条,并让学生拿出自己的长方形纸条,问:这张纸条有几条边?几个面?生:四条边,两个面。
教师拿着纸条,边比划边说:一个正面,一个反面。
师:现在我能变魔术,把它变得只有两条边,两个面。
你会吗?让学生尝试操作,教师展示将纸条变成纸圈。
问:是不是两条边,两个面?生:是。
师:你会吗?生:会!(学生都尝试做成纸圈)师:这样大家都会做,老师还能把它变成一条边、一个面。
你会吗?教师激发学生的学习兴趣,学生都在自主尝试操作。
师:非常好,有同学在大胆尝试,太棒了!教师把纸条放在背后操作,做成莫比乌斯带,然后展示莫比乌斯圈。
师:想想吧,是怎么做的?2、做纸圈教师让学生尝试做成纸圈,鼓励同桌互助完成,然后举起作品展示。
师:可以这样做(演示:将长方形纸条一端翻转拧成180°以后再首尾相连),再用胶水粘牢。
让全班同学都完成莫比乌斯圈的制作,教师巡视指导操作,并集体展示。
师:大家看自己的纸圈,想一想,是不是一条边、一个面?怎样检验呢?学生思考、尝试,猜测结果:用手指沿着纸条的边和面各走了一圈。
师:我们一起动手检验。
大班科学麦比乌斯圈教案一、教学内容本节课选自大班科学教材第四章《神奇的表面》中的第三节《麦比乌斯圈》。
详细内容包括麦比乌斯圈的定义、特点、制作方法以及在实际生活中的应用。
二、教学目标1. 让学生了解麦比乌斯圈的基本概念,掌握其独特性质。
2. 培养学生的动手操作能力和观察能力,激发学生对科学的兴趣。
3. 引导学生了解麦比乌斯圈在生活中的应用,培养学生的创新意识。
三、教学难点与重点重点:麦比乌斯圈的制作方法及其独特性质。
难点:麦比乌斯圈在实际生活中的应用。
四、教具与学具准备1. 教具:麦比乌斯圈模型、剪刀、胶带、彩笔等。
2. 学具:彩纸、剪刀、胶带等。
五、教学过程1. 实践情景引入(1)展示麦比乌斯圈模型,引导学生观察并提问:“你们觉得这个圈有什么特别之处?”(2)邀请学生上台触摸麦比乌斯圈,体验其独特性质。
2. 例题讲解(1)讲解麦比乌斯圈的定义和特点。
(2)演示麦比乌斯圈的制作方法。
3. 随堂练习(1)让学生分组制作麦比乌斯圈,观察并讨论其特点。
(2)教师巡回指导,解答学生疑问。
4. 知识拓展(1)介绍麦比乌斯圈在生活中的应用,如磁带、皮带等。
(2)引导学生思考麦比乌斯圈的其他应用领域。
六、板书设计1. 麦比乌斯圈的定义和特点2. 麦比乌斯圈的制作方法3. 麦比乌斯圈的应用七、作业设计1. 作业题目:制作一个麦比乌斯圈,并思考它在生活中的应用。
2. 答案:麦比乌斯圈可以用于制作磁带、皮带等。
八、课后反思及拓展延伸本节课通过实践情景引入、例题讲解、随堂练习等形式,让学生了解了麦比乌斯圈的基本概念和特点,培养了学生的动手操作能力和观察能力。
课后,教师应关注学生对麦比乌斯圈的理解程度,鼓励学生在生活中发现更多的麦比乌斯圈应用实例,激发学生对科学的热爱。
同时,可以引导学生进一步探讨麦比乌斯圈的原理及其在其他领域的应用,培养学生的创新意识。
重点和难点解析1. 实践情景引入2. 麦比乌斯圈的制作方法3. 教学难点:麦比乌斯圈在实际生活中的应用4. 作业设计5. 课后反思及拓展延伸一、实践情景引入1. 展示的麦比乌斯圈模型应具有明显的特点,如颜色、大小等,以便学生观察。
大班科学麦比乌斯圈教案一、教学内容本节课选自大班科学教育教材第四章《有趣的几何形状》,详细内容为“麦比乌斯圈”。
麦比乌斯圈是一种特殊的几何形状,通过将一条长带扭曲后粘合两端而成。
这部分内容旨在让幼儿了解并探索麦比乌斯圈的性质和特点。
二、教学目标1. 让幼儿了解麦比乌斯圈的基本概念,知道它是一种特殊的几何形状。
2. 培养幼儿观察、思考、探索问题的能力,激发对科学的兴趣。
3. 培养幼儿动手操作、合作交流的能力,提高他们的空间想象力。
三、教学难点与重点难点:让幼儿理解麦比乌斯圈的性质,如只有一个面、半扭转等。
重点:培养幼儿动手制作麦比乌斯圈的能力,让他们在实际操作中感受其特点。
四、教具与学具准备教具:麦比乌斯圈模型、剪刀、胶带、彩笔、尺子等。
学具:纸张、剪刀、胶带等。
五、教学过程1. 实践情景引入(5分钟)(1)向幼儿展示麦比乌斯圈模型,让他们观察并说出其特点。
(2)邀请幼儿上台触摸麦比乌斯圈,引导他们感受其只有一个面、半扭转等性质。
2. 例题讲解(5分钟)(1)通过PPT展示,讲解麦比乌斯圈的制作方法。
(2)示范制作过程,让幼儿跟随步骤一起操作。
3. 制作麦比乌斯圈(10分钟)(1)发放纸张、剪刀、胶带等材料,让幼儿分组合作制作麦比乌斯圈。
(2)教师巡回指导,帮助幼儿解决制作过程中遇到的问题。
4. 随堂练习(5分钟)(1)让幼儿用自己的麦比乌斯圈进行互动,如将其套在手指上、尝试用彩笔在麦比乌斯圈上作画等。
(2)引导幼儿发现麦比乌斯圈的有趣现象,如颜色变化、方向变化等。
(1)邀请幼儿分享自己在制作和探索麦比乌斯圈过程中的发现。
六、板书设计1. 麦比乌斯圈的基本概念和性质。
2. 麦比乌斯圈的制作方法。
3. 幼儿在探索过程中发现的有趣现象。
七、作业设计1. 作业题目:制作一个彩色麦比乌斯圈,观察并记录颜色变化。
2. 答案:幼儿制作的彩色麦比乌斯圈颜色会发生变化,如颜色交界处会变成两种颜色的混合色。
八、课后反思及拓展延伸1. 反思:本节课中,幼儿对麦比乌斯圈的兴趣较高,但在制作过程中,部分幼儿操作不够熟练,需要加强个别指导。
人教版数学四年级上册神奇的默比乌斯带教案与反思(优选3篇)〖人教版数学四年级上册神奇的默比乌斯带教案与反思第【1】篇〗《莫比乌斯带》教学设计1、教学内容:人教版义务教育教科书四年级上册70页《神奇的莫比乌斯带》二、活动目标:1、在动手操作中学会将长方形纸条制成一个神奇的莫比乌斯圈。
2、在莫比乌斯圈魔术般的变化中感受数学的无穷魅力,拓展数学视野。
3、进一步激发学生学习数学的兴趣,让学生获得学习成功的体验。
三、活动准备:每位学生若干张长方形纸条,剪刀,固体胶(胶带纸)、水彩笔(蜡笔)四、活动过程:活动一:探究什么是莫比乌斯带活动任务让学生在认真观察的基础上自己探究,建立对莫比乌斯带的认识。
活动内容问题提出什么样的带子是莫比乌斯带?设计方案此活动中,分两步进行探究:第一步:让学生观察并猜测:把带子直接首尾相连,然后想要一次连续不断地摸到带子的两个面是不可能的。
但如果先捏着带子的一端,将另一端扭转180°,再首尾粘贴起来,就能连续不断地摸到带子的两个面了。
第三步:让学生了解有关莫比乌斯带知识。
结论验证通过认真观察,使学生知道先捏着带子的一端,将另一端扭转180°,再首尾粘贴起来的带子就是莫比乌斯带。
让学生初步体验莫比乌斯带的神奇之处,并初步培养学生的空间观念。
知识链接公元1858年,德国数学家莫比乌斯(Mobius,1790~1868)和约翰·李斯丁发现:把一根纸条扭转180°后,两头再粘接起来做成的纸带圈,具有魔术般的性质。
普通纸带具有两个面(即双侧曲面),一个正面,一个反面,两个面可以涂成不同的颜色;而这样的纸带只有一个面(即单侧曲面),一只小虫可以爬遍整个曲面而不必跨过它的边缘。
这种纸带被称为“莫比乌斯带”。
活动二:探究沿莫比乌斯带的中间剪开会是什么样活动任务让学生结合具体活动,在不断辨析的过程中,继续深入了解和认识莫比乌斯带;让学生初步感受莫比乌斯带的神奇,并初步培养学生的空间想象力。
莫比乌斯圈教学设计一、教学内容本节课的教学内容选自人教版高中数学选修23,第6章第1节“莫比乌斯圈”。
教材主要介绍了莫比乌斯圈的定义、性质及其在实际生活中的应用。
具体内容包括:莫比乌斯圈的定义、莫比乌斯圈的性质、莫比乌斯圈的制备方法以及莫比乌斯圈在生活中的应用等。
二、教学目标1. 理解莫比乌斯圈的定义和性质,能够运用莫比乌斯圈的性质解决实际问题。
2. 培养学生的观察能力、操作能力和创新能力,提高学生对数学的兴趣。
3. 培养学生合作学习、积极探究的学习习惯,提高学生的数学素养。
三、教学难点与重点重点:莫比乌斯圈的定义和性质。
难点:莫比乌斯圈的制备方法及其在实际生活中的应用。
四、教具与学具准备教具:黑板、粉笔、多媒体设备。
学具:彩纸、剪刀、胶水、直尺、圆规。
五、教学过程1. 实践情景引入:教师展示一个莫比乌斯圈实物,让学生观察并猜测其特点。
学生通过观察,发现莫比乌斯圈只有一个面,只有一个边界。
2. 莫比乌斯圈的定义与性质教师引导学生通过阅读教材,了解莫比乌斯圈的定义和性质。
学生通过自学,掌握莫比乌斯圈的定义和性质。
3. 莫比乌斯圈的制备方法教师讲解莫比乌斯圈的制备方法,并进行示范。
学生跟随教师一起动手制作莫比乌斯圈,体会其制作过程。
4. 莫比乌斯圈在实际生活中的应用教师展示莫比乌斯圈在实际生活中的应用实例,如莫比乌斯圈形滚筒、莫比乌斯圈形皮带等。
学生通过观察,了解莫比乌斯圈在实际生活中的重要作用。
5. 随堂练习教师布置随堂练习题,学生独立完成。
题目包括:判断一个圆环是否为莫比乌斯圈、计算莫比乌斯圈的面积等。
6. 例题讲解教师选取一道典型例题,进行讲解。
例题涉及莫比乌斯圈的性质和应用,如:求莫比乌斯圈的体积、计算莫比乌斯圈的周长等。
7. 课堂小结8. 作业布置教师布置课后作业,巩固所学知识。
作业包括:制作一个莫比乌斯圈、探究莫比乌斯圈的更多性质等。
六、板书设计板书内容主要包括莫比乌斯圈的定义、性质、制备方法和应用。
神奇的莫比乌斯圈(教案)一、教学目标1. 让学生了解莫比乌斯圈的特点和性质,培养学生的观察能力和空间想象能力。
2. 通过动手操作,让学生感受莫比乌斯圈的神奇,激发学生的好奇心和探究欲望。
3. 培养学生的合作意识,提高学生的团队协作能力。
二、教学内容1. 莫比乌斯圈的定义和特点2. 莫比乌斯圈的有趣现象3. 莫比乌斯圈的应用三、教学重点与难点1. 教学重点:莫比乌斯圈的特点和有趣现象2. 教学难点:莫比乌斯圈的应用四、教学过程1. 导入新课利用多媒体展示一些神奇的莫比乌斯圈图片,激发学生的兴趣,引导学生思考:这些图形有什么特点?它们有什么神奇之处?2. 自主探究让学生拿出准备好的长方形纸条,按照老师的步骤,自己动手制作莫比乌斯圈。
在制作过程中,引导学生观察莫比乌斯圈的特点,如只有一个面、只有一个边界等。
3. 合作交流将学生分成小组,每组选一个代表,用彩笔在莫比乌斯圈上画线。
让学生画的时候要注意,不能将笔从纸条上拿起来。
画完之后,让学生沿着画线的轨迹剪开莫比乌斯圈,看会发生什么神奇的现象。
然后小组内讨论交流,总结莫比乌斯圈的有趣现象。
4. 总结提升让学生用自己的语言总结莫比乌斯圈的特点和有趣现象,教师点评并给予鼓励。
然后,教师简要介绍莫比乌斯圈的应用,如用在传送带上、用在电子设备中等。
5. 课后作业让学生课后自己制作一个莫比乌斯圈,并尝试发现更多的有趣现象。
同时,让学生收集关于莫比乌斯圈的应用实例,下节课与同学分享。
五、教学反思本节课通过让学生动手操作、合作交流,让学生在实践中感受莫比乌斯圈的神奇,激发学生的好奇心和探究欲望。
同时,注重培养学生的合作意识和团队协作能力。
在今后的教学中,教师应多设计一些类似的实践活动,让学生在动手操作中学习,提高学生的实践能力和创新能力。
在以上的教学过程中,需要重点关注的是“自主探究”和“合作交流”环节。
这两个环节是学生主动参与、动手操作、合作学习的重要阶段,对于学生理解莫比乌斯圈的特点和现象,培养学生的观察能力、动手能力和合作意识具有重要意义。
《神奇的莫比乌斯圈》教学设计教学目标:1.了解莫比乌斯圈的定义和性质。
2.学会绘制和制作莫比乌斯圈。
3.理解莫比乌斯圈的应用。
教学准备:1.教师准备一些莫比乌斯圈的实物模型或图片。
2.准备绘制莫比乌斯圈的素材:纸张、剪刀和胶水。
教学步骤:步骤一:引入1.教师出示莫比乌斯圈的图片或实物模型。
2.引发学生的思考,询问他们对莫比乌斯圈有什么了解。
步骤二:理论讲解1.对莫比乌斯圈的定义进行解释,说明它是一种只有一个面和一个边的特殊形状。
2.介绍莫比乌斯圈的性质:只有一个面和一个边,通过从中间沿着一条直线将圆浆糊一面翻转叠合而成等。
3.阐述莫比乌斯圈在数学和物理等领域的应用,如拓扑学中的莫比乌斯带、量子物理中的莫比乌斯能带等。
步骤三:绘制莫比乌斯圈1.教师演示如何绘制莫比乌斯圈。
2.学生跟随教师的指引,用纸张和剪刀制作莫比乌斯圈。
3.学生按照教师的示范完成绘制,同时教师进行个别辅导。
步骤四:制作莫比乌斯圈模型1.学生将绘制好的莫比乌斯圈固定成模型。
2.使用胶水或胶带将莫比乌斯圈的两端粘合在一起,形成一个环形。
步骤五:展示和讨论1.学生展示和介绍他们制作的莫比乌斯圈模型。
2.教师领导学生们讨论莫比乌斯圈的特性和应用,鼓励学生发表自己的观点。
步骤六:拓展活动1.学生可以利用莫比乌斯圈模型进行一些实践活动,如剪断沿莫比乌斯圈的一条边,观察结果。
2.学生可以尝试制作更多不同尺寸和形状的莫比乌斯圈。
步骤七:总结与评价1.教师引导学生总结本节课所学内容,强调莫比乌斯圈的定义、性质和应用。
2.学生对本节课进行自我评价,如用一词概括自己对莫比乌斯圈的理解。
教学延伸:。
人教版数学四年级上册神奇的默比乌斯带教案模板(推荐3篇)〖人教版数学四年级上册神奇的默比乌斯带教案模板第【1】篇〗神奇的莫比乌斯圈活动目标:1、在动手操作中学会将长方形纸条制成一个神奇的莫比乌斯圈。
2、在莫比乌斯圈魔术般的变化中感受数学的无穷魅力,拓展数学视野。
3、进一步激发学生学习数学的兴趣,让学生获得学习成功的体验。
活动重点:让学生认识“莫比乌斯圈”,学会将长方形纸条制成莫比乌斯圈。
活动难点:引导学生通过思考操作发现并验证“莫比乌斯圈”的特征,培养学生大胆猜测、勇于探究的求索精神。
活动准备:每位学生若干张长方形纸条,剪刀,双面胶、水彩笔。
活动过程:一、导入:二、认识莫比乌斯圈的特点1、请同学们取出1号纸条,认真观察这张普通的长方形纸条,它有几条边几个面?(引导学生观察)板书:四条边两个面2、你能把它变成两条边两个面吗?板书:两条边两个面学生动手操作:围成一个圈数学上把这种有里外之分的纸圈称为双侧面纸圈。
3、现在你能再想想办法将长方形纸条变成一个面一条边吗?生动手试做。
当生遇到困难时老师拿出事先做好的纸圈,让学生用手感觉它是一条边一个面。
板书:一条边一个面4、让我们一起来动动手研究一下吧!(如果学生不能做出,教师可以适当提醒。
)由做出来的同学介绍“莫比乌斯圈”的做法:将其中的一边转180度并粘贴起来。
(学生动手操作,可小组合作完成)是不是只有一条边呢?(用手沿着其中的一条边走,能回到原点)如何验证是不是只有一个面呢?(用一笔能将整个纸条画完,回到起点)为什么只有一条边一个面呢?(生小组讨论,回答)当多数学生想要亲自感受的时候,师趁机指导每一个学生做一个单侧面的纸圈。
强调:一头不变,另一头拧180度,两头粘贴。
5、现在我们做成了一个圈,它只有一条边一个面,非常地奇怪。
(课件出示:神奇的怪圈)6、简单介绍怪圈的来历。
(课件出示:莫比乌斯圈)所以同学们平时在学好书本知识的同时,要留心观察生活,更多伟大的发明、发现还等着用你们的名字命名呢!同学们,其实莫比乌斯圈还有很多神奇的地方,下面我们就用“剪”的办法再来研究研究这个神奇而有趣的怪圈。
《神奇的莫比乌斯圈》教学设计第一篇:《神奇的莫比乌斯圈》教学设计《神奇的莫比乌斯带》教学设计教学内容:人教版四年级上册P70面《神奇的莫比乌斯带》教学目标:1、使学生认识莫比乌斯圈,会将长方形纸条制作一个莫比乌斯圈;2、学生在感受数学变化的魅力的同时,敢于大胆猜想,亲身体验数学发现的过程,增强动脑动手能力。
3、通过猜想——验证——探究,获得学习成功的体验,激发学生学习数学的兴趣。
教学重点、难点重点:培养学生的动手能力。
难点:在活动中大胆想象,使观察和想象相结合,发展学生的空间观念。
教学准备多媒体课件,长方形纸条和剪刀。
一、通过“小魔术”引入,鼓励学生大胆猜想,创建宽松的、民主的课堂氛围。
二、认识莫比乌斯圈。
1、观察:一张长方形纸条它有几个面,几条边?2、思考:你能把它变成2个面2条边吗?3、操作:学生动手,取长方形纸片,制作圆形纸圈。
4、验证:用手摸一摸,感受两条边两个面。
5、再思考:你能把它的边和面变得更少一些,把它变成一条边一个面吗?三、制作“莫比乌斯圈”。
1、操作:学生动手,尝试制作一条边一个面的纸圈。
2、介绍做法,强调:一头不变,另一头拧180°,两头粘贴。
3、验证:①质疑:这个纸圈真的只有一条边一个面吗?怎么验证“一条边,一个面”?②学生动手验证,教师指导验证方法。
③交流验证结果:真的只有一条边一个面。
④感受:用手摸一摸它的边,感受一下真的只有一条边一个面。
4、小结:①介绍:这个神奇的圈是德国数学家莫比乌斯在1858年研究时发现的,所以人们把它叫做莫比乌斯圈。
②出示课题:莫比乌斯圈。
5、比较:圆形纸圈和莫比乌斯圈的区别。
①同一张纸,是什么原因使莫比乌斯圈只有一条边一个面呢?教师揭示莫比乌斯圈只有一条边一个面的原因。
②莫比乌斯圈只有一条边一个面有什么好处呢?四、研究莫比乌斯圈1、剪莫比乌斯圈的二分之一①猜一猜:如果沿着莫比乌斯圈的中间剪下去,结果会怎么样?②剪一剪:学生动手,沿着莫比乌斯圈的中间剪,验证猜想。
莫比乌斯圈的来历
公元1858年,德国数学家莫比乌斯(Mobius,1790~1868)发现:把一个扭转180°后再两头粘接起来的纸条,具有魔术般的性质。
因为,普通纸带具有两个面(即双侧曲面),一个正面,一个反面,两个面可以涂成不同的颜色;而这样的纸带只有一个面(即单侧曲面),一只小虫可以爬遍整个曲面而不必跨过它的边缘!
我们把这种由莫比乌斯发现的神奇的单面纸带,称为“莫比乌斯带”。
拿一张白的长纸条,把一面涂成黑色,然后把其中一端翻一个身,如同上页图那样粘成一个莫比乌斯带。
现在像图中那样用剪刀沿纸带的中央把它剪开。
你就会惊奇地发现,纸带不仅没有一分为二,反而像图中那样剪出一个两倍长的纸圈!
有趣的是:新得到的这个较长的纸圈,本身却是一个双侧曲面,它的两条边界自身虽不打结,但却相互套在一起!为了让读者直观地看到这一不太容易想象出来的事实,我们可以把上述纸圈,再一次沿中线剪开,这回可真的一分为二了!得到的是两条互相套着的纸圈,而原先的两条边界,则分别包含于两条纸圈之中,只是每条纸圈本身并不打结罢了。
实验1)如果在裁好的一张纸条正中间画一条线,粘成“麦比乌斯圈”,再沿线剪开,把这个圈一分为二,照理应得到两个圈儿,奇怪的是,剪开后竟是一个大圈儿。
实验2)如果在纸条上划两条线,把纸条三等分,再粘成“莫比乌斯圈”,用剪刀沿画线剪开,剪刀绕两个圈竟然又回到原出发点,猜一猜,剪开后的结果是什么,是一个大圈?还是三个圈儿?都不是。
它究竟是什么呢?你自己动手做这个实验就知道了。
你就会惊奇地发现,纸带不一分为二,一大一小的相扣环。
有趣的是:新得到的这个较长的纸圈,本身却是一个双侧曲面,它的两条边界自身虽不打结,但却相互套在一起。
我们可以把上述纸圈,再一次沿中线剪开,这回可真的一分为二了!得到的是两条互相套着的纸圈,而原先的两条边界,则
分别包含于两条纸圈之中,只是每条纸圈本身并不打结罢了。
关于麦比乌斯圈的单侧性,可如下直观地了解,如果给麦比乌斯圈着色,色笔始终沿曲面移动,且不越过它的边界,最后可把麦比乌斯圈两面均涂上颜色,即区分不出何是正面,何是反面。
对圆柱面则不同,在一侧着色不通过边界不可能对另一侧也着色。
单侧性又称不可定向性。
以曲面上除边缘外的每一点为圆心各画一个小圆,对每个小圆周指定一个方向,称为相伴麦比乌斯圈单侧曲面圆心点的指向,若能使相邻两点相伴的指向相同,则称曲面可定向,否则称为不可定向。
麦比乌斯圈是不可定向的。
麦比乌斯圈还有着更为奇异的特性。
一些在平面上无法解决的问题,却不可思议地在麦比乌斯圈上获得了解决。
比如在普通空间无法实现的“手套易位问题”:人左右两手的手套虽然极为相像,但却有着本质的不同。
我们不可能把左手的手套贴切地戴到右手上去;也不能把右手的手套贴切地戴到左手上来。
无论你怎么扭来转去,左手套永远是左手套,右手套也永远是右手套。
不过,倘若你把它搬到麦比乌斯圈上来,那么解决起来就易如反掌了。
“手套易位问题”告诉我们:堵塞在一个扭曲了的面上,左、右手系的物体可以通过扭曲实现转换。
让我们展开想象的翅膀,设想我们的空间在宇宙的某个边缘,呈现出麦比乌斯圈式的弯曲。
那么,有朝一日,我们的星际宇航员会带着左胸腔的心脏出发,却带着右胸腔的心脏返回地球呢!瞧,麦比乌斯圈是多么的神奇!但是,麦比乌斯圈具有一条非常明显的边界。
这似乎是一种美中不足。
公元1882年,另一位德国数学家费力克斯??克莱茵(Felix Klein,1849~1925),终于找到了一种自我封闭而没有明显边界的模型,后来以他的名字命名为“克莱因瓶”。
这种怪瓶实际上可以看作是由一对麦比乌斯圈,沿边界粘合而成。
“莫比乌斯带”有点神秘,一时又派不上用场,但是人们还是根据它的特性编出了一些故事,据说有一个小偷偷了一位很老实农民的东西,并被当场捕获,将小偷送到县衙,县官发现小偷正是自己的儿子。
于是在一张纸条的正面写上:小偷应当放掉,而在纸的反面写了:农民应当关押。
县官将纸条交给执事官由他去办理。
聪明的执事官将纸条扭了个弯,用手指将两端捏在一起。
然后向大家宣布:根据县太爷的命令放掉农民,关押小偷。
县官听了大怒,责问执事官。
执事官将纸条捏在手上给县官看,从“应当”二字读起,确实没错。
仔细观看字迹,也没有涂改,县官不知其中奥秘,只好自认倒霉。
县官知道执事官在纸条上做了手脚,怀恨在心,伺机报复。
一日,又拿了一张纸条,要执事官一笔将正反两面涂黑,否则就要将其拘役。
执事官不慌不忙地把纸条扭了一下,粘住两端,提笔在纸环上一划,又拆开两端,只见纸条正反面均涂上黑色。
县官的毒计又落空了。
现实可能根本不会发生这样的故事,但是这个故事却很好地反映出“莫比乌斯带”的特点。
沿着画好的中线把纸带圈剪开,我惊奇地发现,纸带不仅没有一分为二,反而剪出一个两倍长的纸圈!新得到的这个较长的纸圈,虽然看上去也是封闭的纸带圈,但却有正反两个面!
把新剪出的两倍长的纸带圈再沿着中心线剪开,又得到两个完全封闭的有两个面的纸带圈,说明这两个圈都不是“莫比乌斯圈”。
并且这两个圈是相互套在一起的,永远无法分开。
如果把原来的纸带圈三等分,把中间一层涂上紫色,沿着三等分线剪开,就会得到两个套在一起的纸带圈,一个大的,一个小的。
并且两个纸带圈全都是“莫比乌斯圈。
”都只有一个面。
利用“莫比乌斯圈”,人们发明了惊险刺激的过山车;
设计出了奇妙的“不可能”邮票;
还有北京科技馆的“三叶纽结”;莫比乌斯爬梯;
漂亮的克莱因瓶,不用倒带就能反复收听的磁带。