科学原理展厅

双曲夹缝
时间:2023-10-01

双曲夹缝.png


此展项将一个平板按相交双曲线形状开出双曲狭缝,缝的宽度略大于转动棒直径,棒转动时能顺利通过双曲狭缝。此展品向观众介绍二次曲面定理,并通过观众直接操作引起观众对抽象数学公式的理解和兴趣。

展品原理及操作方法:
  展品通过直观的演示,说明母线和直纹单叶双曲面的关系。
这是一根倾斜安装在旋转轴上的直铜棒。如果告诉你,它可以毫不费力的穿过竖直平板上的曲线狭缝,你肯定会对这种说法表示怀疑。不过,只要你伸出手指拨转铜棒,就会发现上诉说法确实是正确的。
  道理其实很简单:这条铜棒所作的绕轴旋转运动,其运动轨迹为一单叶双曲面。双曲狭缝所表现的,是这个单叶双曲面的中心剖面。倾斜的直线实际上是单叶双曲面的基本构成单元——它可以被称之为母线。这种由直线构成的曲面又被称为直纹面。