Симметрия в окружающем мире.

  • ppt
  • 20.03.2021
Публикация на сайте для учителей

Публикация педагогических разработок

Бесплатное участие. Свидетельство автора сразу.
Мгновенные 10 документов в портфолио.

Иконка файла материала Бондаренко Надежда Ивановна Симметрия.ppt

СИММЕТРИЯ В ОКРУЖАЮЩЕМ МИРЕ:
НА ПЛОСКОСТИ, ПРОСТРАНСТВЕ, ТЕХНИКЕ, ПРИРОДЕ

Автор работы
Н. И. Бондаренко,
учитель математики,
ГБОУ РО «Новочеркасская школа-интернат»
г. Новочеркасска ,
Ростовской области

ВВЕДЕНИЕ
С симметрией мы начинаем знакомиться с самого рождения, сами того не замечая. Но как мало времени уделено этому важному понятию в математике. Поэтому в своей работе я хочу дать прикоснуться к удивительному математическому явлению – симметрии. Показать, какой глубокий смысл заложен в этом понятии; почему симметрия буквально пронизывает весь окружающий нас мир. Цель: с помощью компьютера (через презентацию Microsoft PowerPoint) совершить экскурсию в мир симметрии.
Показать философское значение симметрии;
показать,что симметрия является двигателем науки; симметрия всеобща в природе.
Задачи: вызвать интерес учащихся к геометрии, расширить их кругозор.

О, симметрия! Тебе я гимн пою! Тебя повсюду в мире узнаю. Ты в Эйфелевой башне, в малой мошке, Ты в ёлочке, что у лесной дорожки. С тобою в дружбе и тюльпан, и роза, И снежный рой – творение мороза!

Термин “симметрия” по-гречески означает “соразмерность, упорядоченность, закономерность, регулярная повторяемость”.

“Симметрия является той идеей, посредством которой человек на протяжении веков пытался постичь и создать порядок, красоту и совершенство” (Герман Вейль, известный немецкий математик)

«Понятие симметрии в общем смысле связано с единством двух противоположных моментов — сохранения и изменения.
Симметрия — это сохранение каких-либо элементов по отношению к определенным изменениям». (В.А.Черногорова,
“Загадки микромира”).

СИММЕТРИЯ В ГЕОМЕТРИИ

СИММЕТРИЯ В АЛГЕБРЕ

Эта кривая, выраженная уравнением y=a3/(x2+a2), называется локоном Аньези, в честь итальянской женщины-математика Марии Гаэтаны Аньези (16.5.1718—9.1.1799).

А эта линия называется Декартов лист в честь французского философа, математика, физика, физиолога Рене Декарта (З1.3.1596-11.2.1650).

1-2 — нагревание твёрдого тела, в состоянии 2 начинается разрушение кристаллической решётки и заканчивается в состоянии 3. Подводимая энергия Q1 идет на разрушение кристаллической решётки.
3-4 — нагревание жидкости.
Затем начинается обратный процесс.
4-5 — охлаждение жидкости.
5-6 — процесс кристаллизации, который сопровождается выделением энергии Q1=Q2. В состоянии 6 образование кристаллической решётки закончилось.
6-7 — остывание твёрдого тела.
Мы видим геометрическую симметрию, изображённую с помощью графика плавления, а сами фазовые переходы, как физические процессы, подсказывают о негеометрической симметрии — симметрии взаимодействий физических процессов.

СИММЕТРИЯ В ФИЗИКЕ

Открытие закона электромагнитной индукции Фарадеем подчёркивает, что учёные-физики уделяют симметрии первостепенное внимание, каждый факт нарушения симметрии в истории физики вызывал неустанные поиски учёных, направленные на преодоление критических ситуаций. Результатом этого преодоления всегда являлся новый качественный скачок в понимании физических явлений.
Так, например Фарадей после открытия Эрстедом магнитного действия электрического тока сразу же понял, что в явлении взаимодействия тока и магнитного поля отсутствует симметрия. Он рассуждал примерно так: поскольку электричество порождает магнетизм, то и магнетизм должен каким-то образом порождать электричество. Он поставил себе задачу восстановить симметрию. Эта задача решалась им 10 лет.

Явление электромагнитной индукции было открыто 29 августа 1831 года. Т.е. электрическое вихревое поле порождает магнитное поле и, наоборот, переменное магнитное поле порождает электрическое поле.

Магнитное поле постоянного магнита

Электрическое поле разноименных зарядов

Симметрия внешней формы кристалла является следствием его внутренней симметрии – упорядоченного взаимного расположения в пространстве атомов (молекул).
Иначе говоря, симметрия кристалла связана с существованием пространственной решетки из атомов так называемой кристаллической решетки.

Симметрия в музыке
Душа музыки, ритм, состоит в правильном периодическом повторении частей музыкального произведения. Правильное повторение одинаковых частей в целом и составляет сущность музыки. Мы с большим правом можем приложить к музыкальному произведению понятие симметрии, что это произведение записывается при помощи нот. Самое непосредственное отношение имеет к симметрии композиция. Великий немецкий поэт И.В.Гете утверждал, что всякая композиция основана на скрытой симметрии. Владеть законами композиции – это значит владеть законами симметрии”.

Симметрия в стихотворениях
Симметрию можно увидеть в стихотворениях – это чередование рифм, ударных слогов, т.е. ритмичность.
А.С. Пушкин.
В этот год осенняя погода Стояла долго на дворе Зимы ждала, ждала природа Снег выпал только в январе.
Чередование рифм (симметрию) и чтение по интонации дает чувствовать прелесть пушкинского стихотворения.

Симметрия в русском языке
Симметрия букв “П”, “Ф”, “И”
Это пример зеркальной симметрии.
У “И” нет такой симметрии, но зато есть, так называемая, поворотная симметрия. Если повернуть букву “И” на 180 0 вокруг оси, перпендикулярно к плоскости буквы и проходящей через ее центр, то буква совместится сама с собой.
Буква “Ф” - тоже обладает поворотной симметрией; а у “П” ее нет.
Слова, имеющие
а) горизонтальную ось симметрии:
совок; нос; сон; кок; кон; нож.
б) вертикальную:
топот; шалаш; мадам; поп; тот.

Особый вид симметрии — это трансляция, т.е. параллельный перенос — повторяемость одного и того же изображения в пространстве через определенные расстояния (симметрия паркетного пола, узоры на обоях), а также повторяемость во времени — сложное чередование звуков:
биение сердца, удары метронома, музыка.

Принцип симметрии играет важную роль и в архитектуре.
“Архитектура – по словам Н.В. Гоголя – это летопись мира”.

Архитектура родного г. Новочеркасска.

СИММЕТРИЯ В ЖИВОМ МИРЕ

Каждое животное состоит из
двух энатиморов - правой и
левой половины.
Билатеральная симметрия
человеческого тела
(речь идет о внешнем облике
и строении скелета) всегда
являлась и является основным
источником нашего эстетического восхищения хорошо сложенным человеческим телом.

“Я люблю математику не только потому, что она находит применение в технике, но и потому, что она красива”
(Р. Петер)

“Рано или поздно всякая правильная математическая идея находит применение в том или ином деле”
(А. Н. Крылов)

СИММЕТРИЯ В ТЕХНИКЕ

Симметрия в живописи

Симметрия имеет философское значение, т.к. является связующим звеном всех наук.
Симметрия является двигателем науки, т.к. управляет законами и явлениями.
Симметрия всеобща в природе, т.к. указывает, какие явления могут происходить в этом мире, а какие нет.

Литература
1. Геометрия 7 – 9 кл. А.В.Погорелов
2. За страницами учебника математики И.Я.Депман, Н.Я. Виленкин
Москва «Просвещение» 1989