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蜂巢为什么是六边形的?_蜂巢是什么形状

栏目:数码科技

作者:B姐

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时间:2024-02-28 10:09:04

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. ”

蜜蜂为什么选择六边形作为蜂巢结构?

蜂巢

蜂巢的介绍

蜂巢,(fengchao),英语词译"Comb".蜂群生活和繁殖后代的处所,由巢脾构成.各巢脾在蜂巢内的空间相互平行悬挂,并与地面垂直,巢脾间距为7~10毫米,称为蜂路.每张巢脾由数千个巢房连结在一起组成,是工蜂用自身的蜡腺所分泌的蜂蜡修筑的.大、小六角形的巢房,分别为培育雄蜂和工蜂的,底面为3个菱形面.培育蜂王用的巢房,称为王台,形状似下垂的花生,是蜂群在分蜂前临时修筑的,多在巢脾下部和边角上.在雄蜂房和工蜂房之间,以及巢脾与巢框的连接处,出现有不规则的过渡型巢房,用于贮存蜂蜜和加固巢脾.

这次向大家介绍蜜蜂筑巢的不可思议之处.在我公司举办的“蜜蜂教室”等活动中,一问到“蜜蜂的巢是什么样的形状 ”,孩子们都异口同声地大声回答说:“是六角形”.又问:“那为什么呈六角形呢 ”,孩子们都歪下了头,有的孩子很有趣地回答说:“因为蜜蜂有六条腿”.有些人认为实际上蜜蜂是想作一个圆柱形的巢.没有人知道蜜蜂到底是怎么想的,但无疑是使用最少的材料制作尽可能宽敞的空间.由此可见,如果蜂巢呈圆形或八角形,会出现空隙,如果是三角形或四角形,则面积会减小,所以在这些形状中六角形是效率最好的.

这种六角形所排列而成的结构叫做蜂窝结构.因这种结构非常坚固,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.另外,从剖面图可知,两面的巢房方向都是朝上的.

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.18世纪初,法国学者马拉尔奇曾经专门测量过大量蜂巢的尺寸,令他感到十分惊讶的是,这些蜂巢组成底盘的菱形的所有钝角都是109°28′,所有的锐角都是70°32′.后来经过法国数学家克尼格和苏格兰数学家马克洛林从理论上的计算,如果要消耗最少的材料,制成最大的菱形容器正是这个角度.从这个意义上说,蜜蜂称得上是“天才的数学家兼设计师”.

工蜂在巢房中哺育幼虫,贮藏蜂蜜和花粉,蜂巢形成9~14度左右的角度,以防止蜂蜜流出.蜜蜂的生态和蜂巢的结构真是让人吃惊,可以说是自然界的鬼斧神工.可见,先不说仍不为人熟知的蜜蜂世界,仅从蜂巢来看,就可知在自然创造性方面人类智慧是远不及它们的.蜜蜂作为具有优良社会性的昆虫,从比人类历史更悠久的过去一直生存至今、繁衍生息,并为我们带来了蜂蜜、蜂王浆、蜂胶、花粉以及蜂蜡等许许多多的恩惠.在新世纪初,在制作巢框的过程中,蜜蜂的创造性和不可思议之处让我们陷入深思.

蜜蜂的巢房是令人惊叹的神奇天然建筑物.巢房是一个个六角形房室.巢中被封盖的是自然成熟的蜂蜜,红褐色的是花粉.

蜜蜂的蜂房为什么是六边形?而不是圆或者其他形状?

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,这种结构有着优秀的几何力学性能,因此在材料学科用有广泛应用。

科学家们研究发现,正六角形的建筑结构,密合度最高、所需材料最简、可使用空间最大。因此,可容纳数量高达上万只的蜜蜂居住。

如果将整个蜂巢底部分为三个菱形截面,则每个锐角和每个钝角的角度相等(锐角约为72°、钝角约109°)。更令人惊奇的是,蜜蜂为了防止存蜜外流,每一个蜂巢的建筑,都是从中间向两侧水平展开;每个蜂房从内室底部到开口处,都呈现13°的仰角。

扩展资料

蜂窝夹层结构

在机能方面,与在钢轨上可见的工字型断面梁相似。即工字型断面材料的两凸缘与蒙皮对应。承担弯典应力。工字型断面材料的腹板与芯材对应。专门承担横向剪切,每一个的作用都分得很清楚。

产生蜂窝夹层结构的构思是在1920年。实际上用于航空机的辅助翼结构上是1939年。以后。由于开发了金属、非佥属用粘接剂、焊接技术的进步以及FRP等轻质材料的出现,使蜂窝夹层结构性能急速地得到了提高。

除作为航空机的主翼、机身操纵面等一次性结构材料使用外,广泛用于直升飞机的旋转翼、滑翔机车辆、渔船、大型贮罐上等。

蜂窝夹层结构具有极大的弯曲刚性。这是蜂窝夹层结构的第一个优点。此外还有优点,即:因为成为两重结构,所以气密性和隔热性优异;因为是粘接结构,所以表面可以做得很平滑;结构衰减大,由冲击而引起的破坏停留在局部,龟裂难以扩展、展等。

百度百科-蜂窝结构

为什么蜜蜂的蜂巢是六边形的?

1,六边形比圆形牢固

2,六边形与六边形,中间没有间隙,如果是圆形,有间隙

因为以六边形构筑的空间形状,使用的材料最少、密合度最高、空间最大。

假设有一个固定的空间,要用有限的资源构建蜂巢,那么最佳的选择是圆形,因为圆形是周长一定情况下面积最大的形状,但是由很多个圆形组成的空间,圆形与圆形之间的空隙却浪费材料。利用求解圆周率“切大饼”的方法,把圆切割成多边形,边的数量越多,越接近圆形,能够筑造的蜂巢会更大。只有六边形才能做到紧密相接没有空隙。八边形以及八边形会有空隙,四边形和三角形都比六边形耗材。

巧合的是,六边形的结构还非常稳定。大自然中很多形状都是六边形,比如石墨分子、苯。但是蜂巢也并非是个整齐的六边形,每个六边形是有误差的,而且蜂巢是个空间球状,六边形是空间曲面六边形。总之,最节省材料的结构就是平面六边形。

圆和六边形各有自己的特点。对于个体来说,圆的空间效率是最高的。比如,平面上,相同边长条件下,圆的面积最大。空间中,相同表面积条件下,球的体积最大。但是,如果需要多个个体进行组合,则六边形的空间利用效率比圆形高:圆和圆之间不能无缝衔接。但六边形可以做到:任意多个相同大小的六边形,可以完全做到无缝连接,不浪费任何空间。丰巢恰好是多个个体的组合体。为了在特定空间内构建最多的单位,六边形(体)比圆形具有更高的效率。

蜂巢的形状

因为蜜蜂的巢穴是正六边形,科学家证明正六边形的排列最稳固并且可以最大限度利用空间,所以说是巧夺天工。

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。

18世纪初,法国学者马拉尔奇曾经专门测量过大量蜂巢的尺寸,令他感到十分惊讶的是,这些蜂巢组成底盘的菱形的所有钝角都是109°28′,所有的锐角都是70°32′。

扩展资料:

蜂的种类繁多,蜂巢的形态也千奇百怪,从其形体上大体可以分为三类:

(1)蜜页式;蜜蜂一般是家养的,其巢建造在人工制作的蜂箱(木箱)中,大形态是块状的悬挂在蜂箱的顶部,养蜂的人把它叫做蜜页,取下蜜页加工成蜂蜜或者其他的蜂蜜成品,如蜂王浆等。

(2)莲蓬式:小群的蜂一般将蜂巢建造在屋檐、窗沿、石坎等下部,它的蜂室少到3—5个,多到几十个;大群的蜂则建巢在树枝上,直径可达50cm左右,有数百蜂室,形体像倒悬的莲蓬,有人形容这种蜂巢是‘家室倒悬,藏蜂蕴毒,嘚秋乃化,是蜂室’。

(3)地穴式:一些蜂把巢建造在泥土之中,一般见到的都是单室的结构,也有有蜂群体建造的地穴式蜂巢,很少见到,故无法形容它的具体形态。

百度百科-蜂巢

为什么蜂巢不是四边形或三边形,而是六边形的?

蜂巢的形状是六角柱状。

结构介绍:

蜂巢的内部结构称为蜂房,蜂房由一系列以蜂蜡制作,紧密排列的六角柱体蜂室所组成,这种六角形所排列而成的结构叫做蜂窝结构。

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。另外,从剖面图可知,两面的巢房方向都是朝上的。

药用价值:

蜂巢药用价值很高,常用新鲜干净的蜂巢治疗鼻炎。

研究表明,蜂巢制剂有促进机体细胞免疫功能的作用,也对金**葡萄球菌、绿脓杆菌、大肠杆菌、痢疾杆菌、伤寒杆菌和普通变形杆菌等都有很强的抑制力;对烟曲霉、黄曲霉、茄镰菌、明串珠菌等真菌也有抑制作用。

化学成分:

蜂巢的化学成分很复杂,主要含有蜂蜡、树脂、油脂、色素、鞣质、糖类、有机酸、脂肪酸、甙类、酶和昆虫激素等。

蜂巢的形态分类:

1、蜜页式:

蜜蜂一般是家养的,其巢建造在人工制作的蜂箱(木箱)中,大形态是块状的悬挂在蜂箱的顶部,养蜂的人把它叫做蜜页,取下蜜页加工成蜂蜜或者其他的蜂蜜成品,如蜂王浆等。

2、莲蓬式:

小群的蜂一般将蜂巢建造在屋檐、窗沿、石坎等下部,它的蜂室少到3—5个,多到几十个;大群的蜂则建巢在树枝上,直径可达50cm左右,有数百蜂室,形体像倒悬的莲蓬,有人形容这种蜂巢是“家室倒悬,藏蜂蕴毒,嘚秋乃化,是蜂室”。

3、地穴式:

一些蜂把巢建造在泥土之中,一般见到的都是单室的结构,也有有蜂群体建造的地穴式蜂巢,很少见到,故无法形容它的具体形态。

蜂巢是由许多的“小房间”组成的,它们都是什么形状的?此形状有何好处?

蜂窝是令人印象深刻的自然建筑,一个完整的蜜蜂巢是由一个个梳子组成的,而一个巢脾是由一个个标准的六角形巢房组成的,蜜蜂巢房用六角形来繁殖幼虫,培养下一代,将取回的蜂蜜和花粉储存在里面,并将蜜蜂需要的食物喂养其幼虫,作为其日常生活的一部分,蜜蜂建造的六角形蜂窝可以说是大自然的工匠。

那么,为什么蜜蜂要做六边形的蜂窝,而不是其他形状,如圆形或四边形?蜜蜂通过分泌蜡屑来建造蜂巢,然后由适龄的蜡工一点一点地用来建造蜂巢。工蜂分泌的蜡屑是有代价的,而且也不是所有的工蜂都能分泌,因此在用最少的材料建造宽敞的空间的情况下,如果建造其他形状如圆形、八角形,巢房与巢房之间会有空隙,不会一个个紧贴在一起,如果建在三角形、四角形,会大大减少巢房的面积;那些被培育成小而弱的工蜂在采集时会被自然淘汰掉的。

在所有的形状中,只有六边形适合于蜜蜂的建造,所建造的蜂巢坚固、稳定,而且足够大,可以繁殖蜜蜂。现代人从蜜蜂建造的六边形蜂窝结构中得到启示,他们称之为蜂巢结构,并在飞机机翼、卫星外壳,甚至我们每天穿的衣服中找到了它们的踪迹。

六角形的蜂巢可以容纳数以万计的蜜蜂,结构最紧凑,所需材料最少,可用空间最大。蜂巢构造精巧,由无数大小相同的规则六边形细胞组成,每个细胞周围都有其他细胞,由蜡墙隔开。蜂窝的底部既不是平的也不是圆的,而是尖的,由三个相同的钻石组成。蜂巢孔不是直角,而是向上倾斜15度,以节省蜂蜜。经过几代的繁殖,蜂巢孔逐渐变圆变小,每一代繁殖的卵巢孔中都有一层蜂衣残留。

在这种六边形中,蜜蜂储存的食物不会外露,并具有良好的保温性能,用于儿童护理.这是因为一个由六个菱形组成的巢不同于其他形状,如三角形、多边形、圆柱形和其他几何形状,而且在与尺寸相同的条件下,具有六角形巢的房屋具有使用量最大、强度好、体积最大等特点。当人们发现这个巢结构时,它被模仿并应用于生活的许多方面。

一个人比工蜂大,蜂巢盖盖,比工蜂信号门更凸更尖,蜂鸟数量不多,而且有一百多条以上的锭子,根据羊群的力量较弱的群体,较少。最小的巢是一个叫万达的蜜蜂窝。它不是一个六边形的,而是一个圆柱形的(鹅)巢,在那里它是1.5到2倍于最高峰。但是信号塔很少而且暂时出现在蜜蜂季节,或者是元老沙皇需要更换新的蜂垫,或者老沙皇通常会损失三五只。它通常位于脾脏下侧,垂直。当新国王走出家门时,理工峰会将摧毁国王的家。

蜂窝是蜜蜂的家,房子的主要要求是坚固,其次是节约材料。然后从这两个角度分析为什么是六方类形式。具体来说:实际上不是六边形,而是钝角109°28,而是锐角70°32'六边形。首先,蜂巢结构的特点是蜂巢中的中心线总是水平的,而巢的角线(non-angled rows)也是水平的(不是垂直的)排队。因此,每个巢室有两个垂直的“蜂窝蜂窝墙最具六边形特征,这种六边形几何形状,最耐用,不走路,浑身是蜂蜜,为什么是六边形?

为了建造资源有限的蜂巢,最优选择是圆形的,因为圆形是特定周长中最大的形状,但是空间,由许多圆形组成,在圆形和圆形的空隙之间,以及材料的浪费。一种将圆切成多边形的方法,边越大,离圆越近,可以构造的蜂巢就越多。只有六边形可以紧密连接,没有间隙。八角形和八角形将有空格,而四边形和三角形比消耗的材料更大的六边形。

蜂巢为什么是六边形的?_蜂巢是什么形状