Гексагоны что это такое
Гексагон
Смотреть что такое «Гексагон» в других словарях:
ГЕКСАГОН — (греч.). Фигура, имеющая 6 сторон; шестиугольник. Словарь иностранных слов, вошедших в состав русского языка. Чудинов А.Н., 1910. ГЕКСАГОН шестиугольник. Полный словарь иностранных слов, вошедших в употребление в русском языке. Попов М., 1907 … Словарь иностранных слов русского языка
гексагон — шестиугольник Словарь русских синонимов. гексагон сущ., кол во синонимов: 1 • шестиугольник (3) Словарь синонимов ASIS. В.Н. Триши … Словарь синонимов
Гексагон — … Википедия
гексагон — а, ч. Шестикутник … Український тлумачний словник
гексагоніт — у, ч. Друга назва лілового тремоліту … Український тлумачний словник
гексагон — (грец.) Шестикутна в плані будівля або її частина, форма якої виявлена відповідним завершенням (синонім ексагон) … Архітектура і монументальне мистецтво
гексагон — іменник чоловічого роду … Орфографічний словник української мови
Гигантский гексагон — Гексагональное устойчивое атмосферное образование на северном полюсе Сатурна, открытое аппаратом Вояджер 1 и наблюдаемое снова в 2006 году аппаратом Кассини Гюйгенс. Гигантский гексагон на сегодняшний день не имеющий строгого объяснения… … Википедия
Секстиль — (гексагон) деление круга на 6 частей, 60о (формально является половиной тригона, но большинством авторитетов рассматривается как самостоятельный аспект). Полусекстиль 30о, его обращение, квинконс 150о … Астрологическая энциклопедия
гексагональный — гексагон альный … Русский орфографический словарь
Гексагон
Гексагон — правильный выпуклый многоугольник с шестью сторонами или шестиугольник.
При решении задач для нахождения площади произвольного (неправильного) шестиугольника используют метод трапеций, который заключается в разбиении фигуры на отдельные трапеции, площадь каждой из которых можно найти по известным всем формулам.
Свойства правильного шестиугольника
Внутренние углы Внутренние углы в правильном шестиугольнике равны \(120^\circ\) :
Апофема Апофема правильного шестиугольника (перпендикуляр, проведенный из центра к любой стороне)
Апофема Апофема правильного шестиугольника (перпендикуляр, проведенный из центра к любой стороне)
Радиус вписанной окружности правильного шестиугольника равен апофеме:
\(r = m = a\large\frac<<\sqrt 3 >><2>\normalsize\)
Радиус описанной окружности равен стороне правильного шестиугольника:
Периметр правильного шестиугольника
Площадь правильного шестиугольника Формула площади правильного шестиугольника через длину стороны
\(S = pr =
где \(p\) − полупериметр шестиугольника.
Площадь правильного шестиугольника Формула площади правильного шестиугольника через радиус вписанной окружности
Площадь правильного шестиугольника Формула площади правильного шестиугольника через радиус описанной окружности
Если материал понравился Вам и оказался для Вас полезным, поделитесь им со своими друзьями!
Шестиугольники в природе
Шестиугольное строение – это признак не только чистой и качественной воды. Шестиугольники часто можно встретить в живой природе – например, у пчел. Вы когда-нибудь задавались вопросом, почему пчелы из тысяч различных форм выбрали именно шестиугольник для построения своих сот?
Эффективность «упаковки» – вот главная причина, почему пчелы использует шестиугольное строение сот. Каждая сота должна плотно прилегать к другой, образовывая идеально ровное и симметричное сочетание элементов. Благодаря этому при минимальном пространстве, можно расположить максимальное количество сот, то есть получается «идеальная укладка».
Чем больше сот, тем больше меда смогут произвести пчелы и сохранить его в ограниченном пространстве. Если бы соты имели круглую форму и располагались по принципу ячейки, то число сот, расположенных вокруг центральной соты, было бы равно шести.
Однако недостатком такой структуры было бы то, что между ячейками оставалось бы значительное пространство, которое пчелы должны были бы заполнять воском. В то время как шестиугольная матрица, где каждый элемент – это шестиугольник, позволяет избегать зазоров. Отсутствие зазоров не дает возможности проникновению грязи или мелких насекомых в соты, следовательно шестиугольная структура сот придает дополнительную надежность и безопасность конструкции. Искусство распределять пространство с минимальными потерями получило название «догадкой пчел»
Мед и снежинки
Мед – это один из самых древних продуктов. Его находили в гробницах древнеегипетских фараонов, причем он был съедобен. Мед может хранить как в холоде, так и при комнатной температуре, и он практически не портится. Мед – это целебный продукт, его веками использовали как лекарственное средство от многих заболеваний, в частности простудных. Может быть есть какая то связь между шестиугольной формацией медовых сот и шестиугольной структурой воды?
Традиционно считается что, снежинки – это замерзшие капли воды. Однако, если бы капли воды, замерзали бы в воздухе, то они представляли бы собой замерзшие капли в виде «крупинок». Но они не имеют такой красивой симметричной формы, как снежинки.
Снег в действительности образуется в облаках, когда пары воды превращаются в лед. То есть происходит переход газообразного состояния сразу в твердое, минуя жидкое состояние. Именно такая структура называется кристаллами (снежинками).
Более подробно о шестиугольном начале и особенностях шестиугольника поговорим в следующей статье.
Гексагон вокруг нас
В окружающей нас природе прослеживается строгая геометрия. Особое место отдано гексагону — правильному шестиугольнику. Эта фигура в тренде у насекомых, животных и даже неживой материи благодаря своим преимуществам в плане соответствия физическим законам.
Гексагон и пчёлы
Пчелиные соты, имеющие форму призмы с основанием в виде того самого гексагона, производят впечатление настоящего чуда с точки зрения инженерии. В том числе потому что:
Как столь сложную конструкцию выстраивают без расчетов и чертежей обычные насекомые? Тем более, что это — огромный коллектив, который работает одновременно, умудряясь как-то координировать свои действия. И в результате делает соты абсолютно одинаковыми.
По мнению Паппа Александрийского, философа из Древней Греции, пчелам свойственно «геометрическое предвидение». Данное им Господом. В 19-м столетии в «Монографии о пчёлах Англии» энтомолог У. Кёрби называл пчёл «математиками от Бога».
Ч. Дарвин был в этом совсем не уверен. Потому придумывал разнообразные эксперименты, призванные определить, строят ли пчёлы столь идеальные по геометрии соты, на основе врожденных или приобретенных способностей.
Почему шестиугольник?
Для геометрии это — простой вопрос. Когда нужно сложить ряд ячеек с одинаковыми размерами и формой так, чтобы заполнить ими определенную плоскость как можно полнее, подходят лишь 3 типа «правильных» (имеющих равные стороны и углы) фигур. То есть, речь идет о равносторонних:
В «личном» же первенстве данных вариантов, при равной площади, шестиугольникам потребуется наименьшая общая длина перегородок. Отсюда у пчелиного предпочтения гексагонов наблюдается непробиваемая логика. Чем меньше длина — тем меньше и воска, и труда.
Именно Дарвин первым выявил эту закономерность. А также был уверен, что благодаря естественному отбору, пчёлы получили инстинкты для создания ячеек наиболее рациональной формы. Однако современная наука, признавая за пчёлами особые способности в измерении толщины стенок или углов, обращает внимание на распространенность шестиугольников в природе вообще, а не только в ульях.
Пузыри на воде
Стоит подуть на пузырьки воздуха на водной поверхности, согнав их близко друг к другу, как они приобретают шестиугольную форму. И чем плотнее пузыри сгруппированы, тем явнее становится их шестиугольность.
А ведь при этом нет воздействия каких-либо организмов, работы над склейкой этих пузырей, подобной строительству пчел своих сот. Получившийся рисунок обязан своим появлением только физическим закономерностям.
Причина такой формы пузырей и образования именно таких «развилок» между мыльными стенками в том, что природу не менее пчёл заботит экономия сил и средств. Пузыри из мыльной пленки состоят из воды и слоя мыльных молекул. Поверхность жидкости под воздействием поверхностного натяжения сжимается так, чтобы занимать как можно меньшую площадь. Ровно как в случае с каплями дождя, принимающими при падении форму, стремящуюся к сферической. Потому что сфера отличается наименьшей площадью поверхности среди всех фигур с тем же объёмом. И на восковых листках водяные капли сжимаются до маленьких бусинок согласно все тому же закону.
То есть, именно поверхностным натяжением обусловлен узор, образуемый пузырями или пеной. Здесь прослеживается все то же стремление к конструкции, обеспечивающей минимальность общего поверхностного натяжения. А следовательно, мыльная мембрана обязана иметь и минимальную площадь. Причем стенки пузырей должны иметь конфигурацию, которая обязана обладать и механической прочностью. Такой, чтобы натяжение на перекрещивающихся направлениях имело идеальную сбалансированность. Точно так же, как обязателен баланс при возведении здания соборного типа.
Однако ошибочно принимать соты за этакое застывшее множество восковых пузырей. Потому что тогда будет трудно дать объяснение, каким образом подобные 6-угольные ячейки бумажные ячейки строят осы, создающие свои гнёзда из комков жёваной древесины. Во-первых, поверхностному натяжению здесь особая роль явно не принадлежит. А во-вторых, очевидно, что различные виды ос обладают разными врожденными инстинктами в плане «архитектурных школ», которые различаются весьма значительно.
Морской мир
У черепахи в центре панциря кожа также обладает 6-угольной формой. Именно потому что так наиболее эффективно можно покрыть плоскую поверхность. Для изогнутой же гексагоны не столь хороши. А панцирь черепах является именно таким. Отчего в нём присутствует кольцо и 5-угольников и вовсе неправильных фигур.
Вымершие уже кораллы под названием Cyathophyllum hexagonum даже имя своё получили благодаря 6-угольной форме. И такая группа водорослей, как диатомовые тоже обладают формой 6-угольника. Однако, сложно найти биологическую структуру, которая отличается более явной «гексагонностью», как глаз стрекозы.
Стрекоза и гексагон
Стрекозиный глаз включает порядка 30 тысяч 6-угольников, которые ещё и переплетены в умопомрачительной структуре. По сути, этот оптический аппарат, считающийся одним из лучших среди животных, состоит из гексагонов. При этом, лишь 3 из 6-угольников соприкасаются в любой вершине или определенной точке пересечения.
Напомним, что речь идет только о двух больших сложных глазах, а не о дополнительных трёх — с обычными линзами. Причём множество насекомых имеют глаза 6-угольной формы. И абсолютно всегда соблюдается тенденция, что только 3 стенки могут встретиться в одной вершине. А если отойти от мира биологии, обнаруживается, что такому же правилу подчинено всё, где встречаются гексагоны.
Вулканы
Извержения некоторых вулканов (в первую очередь — базальтовых пород) порождают изумительные образования 6-угольной формы. Озадачивая людей в течении столетий, такие гексагоны встречаются по всей планете: и примерно 6-угольные, и совершенно 6-угольные.
Наиболее известны два из них:
Снег кружится…
… летает и тает. Но, до того, как растаять, успевает подарить нам чудное зрелище — снежинку. При уникальности каждой из них абсолютно все обладают шестью сторонами или точками. В этой форме снежинок отражается её внутренняя структура. Именно благодаря гексагональной структуре молекулы воды группируются максимально эффективно.
Самый крупный гексагон
На макроуровне одним из наиболее известных 6-угольников считается гигантское облако гексагональной формы на северном полюсе планеты Сатурн. Длина его составляет примерно 14,5 тыс. км, что больше диаметра Земли. А каждая сторона Гексагона Сатурна (так его астрономы и называют) достигает в длину 13,8 тыс. км.
Этот гексагон образуют газы, слой которых, предположительно достигает толщины в 300 км и движется со скоростью 320 км/ч. Облако вращается — 1 оборот за 10 ч. 39 мин. Не в пример остальным облакам на Сатурне, это не перемещается, постоянно находясь на одном месте.
Над южным полюсом планеты ничего подобного нет. Но есть огромная воронка в атмосфере, ровно такая, как в центре Гексагона Сатурна.
На клеточном уровне
Вышеописанные правила работают и в узорах, присущих живым организмам. Так, из групп 6-угольных ячеек состоит не только фасеточный глаз мухи, но и в каждой такой ячейке обнаруживаются гроздья из 4-х светочувствительных клеток, напоминающие мыльный пузырь.
Для строительства подобных гексагонов не требуется сложных генетических инструкций. Физические законы всё сделают сами. Пористую совокупность ячеек представляет собой экзоскелет такого животного, как морской ёж Cidaris rugosa. На этой защитной раковине размещены опасные на вид колючки из минерала, из которого состоят мел и мрамор. Благодаря открытой решетчатой структуре этот материал отличается прочностью и малой массой, подобно пенометаллу, применяемому в авиапромышленности.
Экзоскелеты некоторых видов морских губок образуют минеральные стержни, которые соединены подобно «паутинке» с детских площадок. Также они очень напоминают по форме пузыри в мыльной пене. Без малейшего допущения «случайного совпадения», потому что такая архитектура диктуется поверхностным натяжением.
Этот процесс, называемый биоминерализацией, даёт особенно впечатляющие результаты и у других морских животных, например — диатомей и лучевиков. Ряд из них обладают аккуратными экзоскелетами из ячеек в форме гексагонов, этакими минеральными «морскими сотами». Естествоиспытатель, философ и художник 19-го столетия Э. Геккель, увидев их в микроскопе, использовал эти формы, как главное украшение своей серии рисунков «Красота форм в природе», оказавшей сильное влияние на многих художников до нашего времени.
Геккель считал такие конструкции доказательством истинной креативности природы, её предпочтением таких узоров и порядков, которое встроено в основу естественных законов. Упорядоченность остается неудержимым импульсом живой и неживой природы. Именно поэтому мы и выбрали для нашей компании гордое имя «Гексагон». Как символ:
И этими же принципами руководствуемся при создании нашей продукции.
Столбы базальтов от извержения старого вулкана. Снежинка. Пчелиные ульи. Кораллы, кристаллы и множество других структур, как биологических, так и небиологических, имеют форму шестиугольника. Почему природа, которая часто кажется такой беспорядочной и неправильной, предпочитает именно эту форму? Оказывается, все дело в геометрии и физике.
Соты строятся из пчелиного воска, вырабатываемого рабочими пчелами. Они вырабатывают воск из специальных желез в своем теле, которые затем смешивают с небольшим количеством меда и пыльцы, которую они разжевывают, чтобы получить пчелиный воск. Соты будут служить сосудами для хранения меда, а также камерами для выращивания молодых пчел.
Все это хорошо и замечательно, но почему шестиугольники?
Вымерший коралл Cyathophyllum hexagonum даже назван в честь своей шестиугольной формы, а некоторые диатомовые водоросли (основная группа водорослей) также имеют шестиугольную форму. Но, пожалуй, ни одна биологическая структура не имеет такой поразительной шестиугольной формы, как глаза стрекоз.
Глаза, состоящие примерно из 30 000 шестиугольников, переплетенных в ослепительное множество, являются одними из лучших в животном мире. Фактически, глаза стрекоз состоят из правильных шестиугольников, причем только три из этих шестиугольников встречаются в любой данной точке пересечения (или вершине).
У стрекоз два больших сложных глаза с тысячами шестиугольных линз (а также три глаза с простыми линзами, но оставим их пока в стороне). Шестиугольные линзы соединены между собой длинным тонким сетчатым каналом. На самом деле, у многих насекомых глаза имеют шестиугольную форму, и правило всегда гласит, что только три стенки клетки могут встречаться в любой вершине.
На самом деле, если мы на мгновение отойдем от биологического мира, то обнаружим, что точно такое же правило управляет чем-то совершенно другим: пеной из пузырьков.
Хотя пена пузырьков остается трудноразрешимой математической задачей, известно, что пена часто имеет тенденцию образовывать шестиугольные формы. В данном случае речь идет о поиске структуры с наименьшим общим поверхностным натяжением (что означает наименьшую площадь стены из мыльной пленки), и эта форма оказывается шестиугольником.
Конечно, структуры пены редко бывают идеально шестиугольными (а иногда они вообще не шестиугольные), потому что они также должны быть механически устойчивыми (и противостоять таким вещам, как ветер). Что еще более усложняет ситуацию, трехмерное расположение делает проблему еще более сложной. Несмотря на склонность к шестиугольникам, пена редко бывает упорядоченной.
На самом деле было удивительно много споров о том, какие формы может принимать пена, исследователи предлагали трехмерные 14-гранные многогранники и даже некоторые более безумные и беспорядочные формы. Но именно здесь становится интересно. Правила, управляющие формой ячеек в пене, похоже, также управляют некоторыми формами живых клеток. Дело не только в том, что глаза некоторых мух имеют такие же шестиугольные узоры, как и пена пузырьков, но и в том, что клетки внутри отдельных линз сгруппированы таким образом, что, похоже, повторяют геометрию пены пузырьков. Это поразительный случай, когда физика и математика направляют формы в биологическом мире.
Соединение колонн в Дороге гигантов в Северной Ирландии.
Но не вся лава остывает в одно и то же время, и некоторые участки могут все еще течь, в то время как другие уже затвердели, что может сделать формы более несовершенными. Поразительно, что часто угол удивительно близок к 120 градусам.
Если вы все еще не верите в существование шестиугольников в природе, вот еще один пример: снежинки.
Конечно, каждая снежинка уникальна, но все снежинки имеют шесть сторон или точек, и это связано с тем, как они формируются. Внешняя форма снежинок отражает их внутреннюю структуру. Гексагональная структура позволяет молекулам воды (с одним атомом кислорода и двумя атомами водорода) группироваться вместе наиболее эффективным образом.
Можете ли вы заметить шестиугольную структуру в этой снежинке?
Если мы еще больше увеличим масштаб, то обнаружим еще одну форму шестиугольника. Как быстро отметит любой студент-химик, шестиугольники являются основой органической химии. Когда шесть атомов углерода соединяются, угол составляет 120 градусов, что уже должно быть знакомо. Шесть соединенных атомов углерода образуют идеальный шестиугольник, который также называется бензольным кольцом.
Есть еще один пример, который мы должны рассмотреть, и мы перейдем от очень маленьких к очень большим. Планета Сатурн имеет один из самых необычных шестиугольников в Солнечной системе: облачный узор длиной около 14 500 км; он больше, чем весь диаметр Земли. Шестиугольник состоит из газов, движущихся со скоростью 320 км/ч, и, как полагают, имеет толщину до 300 км.
Исследователи точно не знают, почему так происходит, но уже выдвинуто несколько теорий.
Почему же шестиугольники так часто встречаются в природе? Это зависит от того, как на это посмотреть. Это может быть эффективный способ сохранения массы или энергии, или просто способ расположить атомы таким образом, чтобы они были стабильны. Это может быть просто что-то, обусловленное геометрией.