蜂巢为什么是正六边形的
蜜蜂的蜂窝构造非常精巧、适用而且节省材料。蜂房由无数个大小相同的房孔组成,房孔都是正六角形,每个房孔都被其它房孔包围,两个房孔之间只隔着一堵蜡制的墙。令人惊讶的是,房孔的底既不是平的,也不是圆的,而是尖的。这个底是由三个完全相同的菱形组成。有人测量过菱形的角度,两个钝角都是109°而两个锐角都是70°。令人叫绝的是,世界上所有蜜蜂的蜂窝都是按照这个统一的角度和模式建造的。
蜂房的结构引起了科学家们的极大兴趣。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。
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。因此,这些航天器又统称为“蜂窝式航天器”。
蜂窝全是六边形吗
是的!
因为六边形的蜂房可以用最少的建筑材料获得最大的使用空间
蜂窝是一座十分精密的建筑工程。蜜蜂建巢时,青壮年工蜂负责
分泌片状新鲜蜂蜡,每片只有针头大小。而另一些工蜂则负责将这些 蜂蜡仔细摆放到一定的位置,以形成竖直六面柱体。每一面蜂蜡隔墙 厚度不到0.1毫米,误差只有0.002毫米。6面隔墙宽度完全相同,墙 之间的角度正好120度,形成一个完美的几何图形。人们一直疑问,蜜 蜂为什么不让其巢室呈三角形、正方形或其他形状呢?隔墙为什么呈 平面,而不是呈曲面呢?
虽然蜂窝是一个三维体建筑,但每一个蜂巢都是六面柱体,而蜂
蜡墙的总面积仅与蜂巢的截面有关。由此引出一个数学问题,即寻找 面积最大、周长最小的平面图形。1943年,匈牙利数学家陶斯巧妙地 证明,在所有首尾相连的正多边形中,正六边形的周长是最小的。但 如果多边形的边是曲线时,会发生什么情况呢?陶斯认为,正六边形 与其他任何形状的图形相比,它的周长最小,但他不能证明这一点。 而黑尔在考虑了周边是曲线时,无论是曲线向外突,还是向内凹,都证明了由许多正六边形组成的图形周长最小。他已将19页的证明过程放在因特网上,许多专家都已看到了这一证明,认为黑尔的证明是正 确的。
蜂窝为什么总是六边形
因为六边形的东西结构坚固,这是蜜蜂经过几千万年一来实践的结果。
蜂巢为什么是六边形的?
因为正六边形蜂巢,密合度最高、所需材料最少、可使用的空间最大。
科学家们研究发现,如果蜂巢呈圆形或八角形,会出现空陈,如果是三角形或四角形,面积会减小,而这种可容纳高达上万只蜜蜂居住的正六边形蜂巢,密合度最高、所需材料最少、可使用的空间最大。蜂巢的构造非常精巧,由无数个大小相同的正六边形房孔组成,每个房孔都被其他房孔包围,两个房孔之间隔一堵蜡制的墙。
房孔的底既不是平的,也不是圆的,而是尖的,由三个完全相同的菱形组成。有人测量过菱形的角度,两个钝角都是110度而两个锐角都是70度。世界上所有的蜂巢都是按照这个统一的角度和模式建造的。
蜂巢巢室的中心线总是水平的,而巢室的非角度行排(non-angled rows)也是水平地(非垂直地)排成一线。因此,每个巢室都有两个垂直的“墙”,由两个角墙构成“地板”和“天花板”。而巢室的斜度是些微地向上,在9至14度之间,朝向开端,这样蜂蜜便不至流出。
现在有不少人分析研究过为什么蜂巢会是六边形,大体来说原因如下:
1.坚固性等材料学性质
2.六边形(Hexagonal),多边形的一种,指所有有六条边和六个角的多边形,这种结构有着优秀的几何力学性能。自然界中,苯与石墨的分子结构、龟壳、蜂巢等都呈现正六边形形状。
3.蜂窝结构非常坚固,故被应用于飞机的羽翼以及人造卫星的机壁。蜂巢内外面的巢穴(叫做巢房)刚好一半相互错开,相互组合六角形的边交叉的点是内侧六角形的中心。这是为了提高强度,防止巢房底破裂。
4.“蜂窝结构(Cellular Structure)是覆盖二维平面的最佳拓扑结构。蜂巢结构是蜂巢的基本结构,是由一个个正六角形单房、房口全朝下或朝向一边、背对背对称排列组合而成的一种结构. ”
蜂窝网络为什么是六边形的
圆形是不行的,因为会有重叠或盲区.
然后,顶点到几何中心等距的多边形中,能够完整(无重叠)地覆盖某一区域可能的几何形状有:正三角形、正方形、正六边形三种形状.其中,正六边形的面积最大(外接圆半径相等前提下),因而可用最少数目的小区覆盖整个地理区域.
但是,实际蜂窝不是正六边形的,要现场测试.