Модель взаємоперетворення спіральних енантіоморфних форм

Модель взаємоперетворення спіральних енантюморфних форм, що включає плоский корпус з декоративно облямованими краями, вікнами, кільцями, взаємоперетворювачами форм, фіксатора ми, елементами передач, стержнями та символами на поверхні, яка відрізняється тим, що елементи взаємоперетворювання виконано пружними з дроту або стрічки, які закручено в протилежних напрямках по площині або навколо повздовжньої осі спіралей архімедового, циліндричного чи Запропонований винахід - модель взаємоперетворення спіральних енантюморфних форм відноситься до фізики і біологи, зокрема до навчально-демонстративних засобів підвищення знань будови і взаємоперетворення спіральних праволівих форм об'єктів природи Винахід може бути використаний при вивченні закономірностей взаємоперетворення спіральних енантюморфних право-лівих форм в школах, середніх та вищих навчальних закладах як пізнавально-іграшкова забава дітей і дорослих Винахід дає нову інформацію про те, яким чином перетворюються правоЛІВІ форми одна в другу, що має важливе значення в пізнанні і вивченні закономірностей явищ в симетрії та кристалографії Що стосується відомої інформації з питань правизни-лівизни в природі, то вона досконало описана в книзі Гарднера "Этот правий, левый мир", И-во "Мир", М-, 1967, та кн И М Шафрановского "Симметрия в природе" Л , "Недра", 1985 або як права і ліва рука Коли посередині стержня шнур відпустити і потягнути КІНЦІ шнура, то ці право- і лівонакручені витки нейтралізують один одного і зникають, а сама право-ліва спіраль зникає (анігілюється) На цій основі створено багато інших фокусів і їх розуміння та пізнання мають важливу пізнавальну роль в навчанні На цій основі був розроблений винахід СРСР №148599 (1962 р) під назвою "Учебный прибор для демонстрации образования винтовых линий" Він має циліндр, на ВІСІ якого закріплена ручка В циліндр вмонтована консоль з вилкою, яка дає можливість міняти кут і закріплювати пристрій на шкільний штатив 3 допомогою набора кольорових ниток і обертання циліндра на його поверхні створюються циліндричні спіралі з ниток так, як на стержні фокуса Хінтона Ці обидва аналоги умовно можна взяти за прототип На crop 247 книги Гарднера розглядається фокус математика Ч ГХінтона, який полягає в тому, що коли на стержень (рис 65) намотати шнур в одному, а потім в протилежному напрямку, розпочинаючи від середини стержня до його КІНЦІВ, то створюються два спіральні гвинтові витки циліндричної спіралі протилежного напрямку закручування Ці закрутки і виражають енантюморфізм, тобто протилежність напрямку закручування - правизнулівизну, як об'єкт і його віддзеркалення в дзеркалі, конусоподібного типу, їх ЗОВНІШНІ КІНЦІ закріплено до внутрішньої поверхні кілець, а до внутрішнього кінця перетворювача архімедового типу спіралі закріплено стержень, кільця розміщено у вікнах через валики, які встановлено в каналах корпусу рухомо В обох книгах наводиться багато прикладів існування спіральних правих та лівих форм в неживій і живій природі, закономірностей їх структури, енантюморфізму тощо Наприклад, у книзі Гарднера на стор 74 представлено малюнок пуповини як класичний приклад закручування по спіралі судин цього органу і багато інших енантюморфів тваринного світу В книзі Шафрановського (стор 40-47) описані закономірності будови спіральних гвинтових форм як в неживій, так і живій матерії Що стосується взаємоперетворення спіральних правих та лівих форм одна в одну, то таких навча О (О ю 59601 льних моделей і пристроїв ми в літературі не знайшли Взагалі, в джерелах існуючої інформації автори вважають, що для перетворення правого об'єкта в лівий і навпаки можливо тільки шляхом його зруйнування і перебудова в зворотньому напрямку Недоліком вищезазначених аналогів є неможливість демонстрації взаємоперетворення спіральних форм одна в другу В основу винаходу поставлена задача розробки такої моделі, з допомогою якої можна наочно демонструвати особливості і закономірності взаємоперетворення спіральних право-лівих форм одна в другу, яка викликає загадководослідницький і іграшковий інтерес Таке завдання забезпечується тим, що винахід включає плоский корпус з декоративно облямованими краями, вікна, кільця з взаємоперетворювачами спіральних форм, фіксаторами, елементи передач, головками та символами на поверхні корпусу, відрізняється тим, що елементи взаємоперетворення виконано з пружного дроту чи стрічки, які закручено в протилежних напрямках по площині або навколо поздовжньої ВІСІ спіралей архімедового, циліндричного, конусоподібного типу, їх ЗОВНІШНІ КІНЦІ закріплено до внутрішньої поверхні кілець, до внутрішнього кінця перетворювача архімедового типу спіралі закріплено стержень, кільця розміщено у вікнах через стержні, встановлені в каналах корпусу рухомо (фиг 1) і її поперечний і поздовжній розтин (фіг 2) Модель включає плоский корпус 1 з симетрично розміщеними наскрізніми однаковими круглими вікнами 2, середнє вікно овальної чи іншої форми З У вікнах 2 розміщено кільця 4 на стержнях 5, які обертаються навколо ВІСІ за допомогою головок 6 В круглих просторах отворів кілець 2 розміщено взаємоперетворювачі форми 7, виконані з дроту або стрічки, які володіють пам'яттю форми, і закручено по формі архімедової спіралі ЗОВНІШНІ КІНЦІ спіралей 7 нерухомо закріплено до внутрішньої поверхні кілець 4, а до внутрішнього її кінця закріплено стержні 8 з кульками на протилежних кінцях делі і запитує учнів, в якому напрямку закручена спіраль, коли розпочинати огляд з зовнішнього кінця спіралі ВІДПОВІДЬ буде однозначна і вірна, завжди протилежна тому напрямку, який спостерігає викладач Він відповідає, що бачить спіраль іншого напрямку і повертає модель до спостерігачів чи учнів і знову запитує в якому напрямку закручена спіраль ВІДПОВІДЬ буде протилежною і в більшості викличе подив Так викладач повертає поверхню моделі декілька разів і знову задає запитання, як закручена спіраль, по ходу годинникової стрілки вправо чи проти її руху вліво ВІДПОВІДІ будуть неоднозначними одні говорять вправо, другі - вліво, а треті - що є різні напрямки Викладач повертає одне з кілець на 180 і знову показує поверхню моделі учням При цьому спостерігачі і учні вже бачать різної направленості закручені спіралі, тобто вони бачать протилежно закручені дзеркально відображені двійники Викладач знову запитує, як закручені спіралі Дає в руки учням модель для вивчення і після цього проводить пояснення Суть його полягає втому, що закручена в одній площині спіраль архімедового типу є праволівим об'єктом, який може перетворюватись в правогвинтову і лівогвинтову форми напрямку закручування і відображати дзеркальні зображення в протилежних напрямках Далі викладач приводить докази можливостей взаємоперетворення праволівої форми спіралі архімедового типу в правогвинтову і лівогвинтову форми Для цього він захоплює кульку 9 і виводить внутрішній кінець спіралі назовні При цьому витки спіралі взаємоперетворювача 7 виходять з площини спіралі, яка одразу ж приймає напрямок закручування право гвинтової чи лівогвинтової форми Викладач відпускає кульку і завдяки пружності взаємоперетворювача 7 його спіраль входить в площину і сприймає форму архімедової спіралі, яка є право-лівим об'єктом Після ЦЬОГО викладач захоплює кульку 9 з протилежного боку і виводить її назовні При цьому стержень 8 тягне спіраль взаємоперетворювача 7 вже в протилежному напрямку і виводить спіраль з площини При цьому спіраль сприймає протилежний напрямок закручування Цей напрямок закручування буде залежати від відносного напрямку руху протилежних КІНЦІВ спіралі взаємоперетворювача 7 В середньому ВІКНІ 3 на ВІСІ розміщено спіральний елемент гвинтоподібної циліндричної і конусоподібної форми 10 Починаючи з середини елемента 10 витки гвинта по напрямку виконано протилежно закрученими по право- (П) і лівогвинтовому (Л) напрямках Вісь 11 елемента 10 з'єднана з головками 12, при обертанні яких гвинт може обертатися навколо поздовжньої ВІСІ 11 ЗОВНІШНІ краї пристрою і навколо вікон облямовані металевою смужкою, поверхня корпусу може бути кольоровою і ретельно полірованою з символами Застосування моделі в учбовому процесі полягає в тому, що викладач з допомогою головок 6, методом їх обертання, і кілець 4 в обох вікнах 2 ставить взаємоперетворювачі 7 в однакове положення, тобто так, щоб вони були закручені в одному напрямку, наприклад, по ходу годинникової стрілки - вправо, коли починати огляд з зовнішнього кінця спіралі Утримуючи модель в руках, викладач показує учням протилежну поверхню мо Далі викладач переходить до пояснення протилежностей напрямку закручування спіралі в середньому ВІКНІ, в якому з правої сторони на поздовжній ВІСІ 10 створена циліндрична спіраль, що переходить на КІНЦІ В конічну і закручена по правогвинтовому типу напрямку закручування, а з лівої сторони напрямок закручування протилежний лівогвинтовий Вони відображені на поверхні корпусу 1 ВІДПОВІДНИМИ символами під літерами "П" і "Л" під вікном Ці напрямки закручування співпадають з напрямками закручування, які створюються в спіралях, коли виводять спіраль 7 з площини за кульки 9 на цій половині корпусу Викладач показує ці напрямки закручування і за допомогою обертів головки 12 обертає їх навколо ВІСІ 11 При цьому учні переконуються в тому, що напрямок витків циліндричної і конічної форми не змінюється і вони не залежать від обертання, а закономірно залишаються стабільними На рис 1 зображено ЗОВНІШНІЙ ВИГЛЯД моделі 59601 На основі показників результатів демонстрації та аналізу викладач робить наступні висновки і підсумки по вивченню моделі 1 Закручена в одній площині спіральна форма архімедового типу за напрямком и закручування є право-лівим об'єктом, який містить в собі дзеркальне відображення один одного 2 При виході з площини симетрії така спіраль закономірно приймає напрямок закручування і перетворюється в право- або ліво-закручений об'єкт гвинтоподібної циліндричної чи конічної форми Комп'ютерна верстка Е Ярославцева 3 Напрямок закручування гвинтоподібної форми залежить від відносного напрямку переміщення протилежних КІНЦІВ спіралі архімедового типу ВЗДОВЖ II ПОЗДОВЖНЬОЇ ВІСІ 4 Взаємоперетворення правого в лівий напрямок закручування і навпаки через архімедову спіраль відображає енантіоморфізм самої асиметричної спіральної форми в природі Таким чином, вивчення і демонстрація роботи моделі підвищує знання людей про форми в природі Підписано до друку 06 10 2003 Тираж39 прим Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, Львівська площа, 8, м Київ, МСП, 04655, Україна ТОВ "Міжнародний науковий комітет", вул Артема, 77, м Київ, 04050, Україна