蜜蜂的“数学天赋”

蜜蜂在我们的生活中应该并不陌生. 几乎人人都知道蜜蜂是勤劳的实干家,但很少人知道,蜜蜂也是极聪明的数学家. 蜂巢是它们数学智慧的结晶,隐藏着很多鲜为人知的秘密. 下面就蜂巢的形状结构,以及在现代生活中的应用,给同学们介绍一下.

一、 蜂巢的形状结构

蜂巢是严格的六角柱形体. 它的一端是六角形开口,另一端则是封闭的六角棱锥体的底,由三个相同的菱形组成.

有科学家曾准确测量过,蜂巢巢室的两个钝角角度都为109度298分,所有的锐角为70度32分,这样既坚固又省材料. 蜂房的巢壁厚0. 073毫米,误差极小. 值得一提的是几乎世界上所有蜂巢都是这样的.

科学家近一步研究发现,蜂巢是以正六边形而建造的. 正六边形的内角为120度,3个六边形刚好可以围成360度,不浪费一点空间. 像这样不浪费一点空间的图形有等边三角形、正方形、正六边形、正十二边形、正三十六边形等. 但很多实验表明边数超过六边形的,则会浪费空间；边数少于六边形（比如正三边形、正方形）虽然不浪费空间,但浪费材料.

二、 生活中的应用

人们把蜂房誉为自然界的奇异的建筑. 经过对蜂房的深入研究,科学家们惊奇地发现,相邻的房孔共用一堵墙和一个孔底,非常节省建筑材料；房孔是正六边形,蜜蜂的身体基本上是圆柱形,蜂在房孔内既不会有多余的空间又不感到拥挤. 这在生活中有着重要的应用,例如：

1. 航天方面

蜂窝的结构给航天器设计师们很大启示,他们在研制时,采用了蜂窝结构：先用金属制造成蜂窝,然后再用两块金属板把它夹起来就成了蜂窝结构. 这种蜂窝结构强度很高,重量又很轻,还有益于隔音和隔热. 因此,现在的航天飞机、人造卫星、宇宙飞船在内部大量采用蜂窝结构,卫星的外壳也几乎全部是蜂窝结构. 这些航天器又被统称为“蜂窝式航天器”. 在航空航天工业中,蜂窝结构常被用于制作各种壁板,用于翼面、舱面、舱盖、地板、发动机护罩、尾喷管、消音板、隔热板、卫星星体外壳、刚性太阳电池翼、抛物面天线、火箭推进剂贮箱箱底等.

2. 通信方面

70年代中期至80年代中期,这是移动通信蓬勃发展时期. 1978年底,美国贝尔试验室研制成功先进移动系统,建成了蜂窝状移动通信网,大大提高了系统容量. 1983年,首次在芝加哥投入商用. 同年12月,在华盛顿也开始启用. 之后,怎么写作区域在美国逐渐扩大. 到1985年3月已扩展到47个地区,约10万移动用户. 其他工业化国家也相继开发出蜂窝式公用移动通信网.

3. 航空方面

现代航空技术要求飞机高速高空远程,要实现这样的目标,就要减轻自身的重量. 设计师在研究军舰鸟的骨骼时,发现其内部有蜂窝状的夹层结构,像一个六角柱,所以鸟能轻巧起飞,便把蜂窝状结构运用到飞机的机身和机翼上,大大减轻了重量,从而节省了材料和燃料,所以就可以达到高速高空远程.

小小的蜜蜂就拥有如此大的智慧,这说明我们应该多观察生活中的新奇现象. 通过现象观察事物本质、原理,也许下一个打开科学创新大门的科学家就是你!