فراکتال های موجود در طبیعت

مادر طبیعت یک طراح خارق العاده است. آیا تا به حال در نظر گرفته اید که چگونه طبیعت خود را به الگوهای برای عملکرد مؤثر ترتیب می دهد؟هیچ چیز در طبیعت به طور اتفاقی اتفاق نمی افتد. هر یک از این الگوهای دارای یک هدف کاملاً خاص در وجود هستند ، و همچنین بسیار دوست داشتنی هستند. دفعه بعد که پیاده روی می کنید ، چشمان خود را برای این الگوهای باز نگه دارید.

منظور از فراکتال چیست؟

یک شکر "یک شکل هندسی خشن یا شکسته است که ممکن است به بخش ها تقسیم شود ، که هر یک از آنها یک ماکت تقریبی با اندازه کاهش یافته از کل است" ، همانطور که توسط خاصیت خودآرایی مشخص می شود.

یک فراکتال اغلب ویژگی های زیر را دارد:

• این یک الگوی بی پایان است
• این یک الگوی هندسی است
• این یک الگوی پیچیده و شبیه خود است

فراکتال ها از نظر طبیعت فراوان هستند و ممکن است تقریباً در هر نقطه پیدا شوند. فراکتال الگوی مداوم است که در هر مقیاس یکسان به نظر می رسد و خود را با گذشت زمان تکرار می کند.

اهمیت فراکتال ها چیست؟

Fractals در مطالعه و درک ایده های علمی اساسی مانند رشد میکروب ها ، الگوهای موجود در آب یخ زده (برف های برفی) و امواج مغزی کمک می کند. بسیاری از پیشرفت های علمی به لطف فرمولاسیون آنها امکان پذیر شده است. به جای آنتن اساسی ، آنتن های تلفن همراه بی سیم از یک طراحی فراکتال برای انتخاب بهتر سیگنال ها و پوشش طیف بیشتری از فرکانس ها استفاده می کنند. هر چیزی که دارای ریتم یا الگوی باشد ، می تواند فراکتال باشد.

آیا این امکان وجود دارد که فراکتال ها کلید برخی از صحنه های آرامش بخش طبیعت باشند؟

الگوهای تصادفی در فراکتال ها ممکن است در همه جا ، از صدف های دریایی گرفته تا کهکشان های مارپیچ تا ساختار ریه های انسانی مشاهده شود. فراکتال های شاخه ای شامل درختان ، سرخس ، نورون های موجود در مغز ما ، رگهای خون در ریه های ما ، پیچ و مهره های رعد و برق ، شاخه رودخانه ها و همچنین سازندهای ساحلی و سنگی هستند. پوسته Nautilus ، الگوهای هواشناسی مانند طوفان ها ، کهکشان های مارپیچی ، مارپیچ پینکون ها و آفتابگردان ها همگی شامل فراکتال های مارپیچی هستند.

هندسه فراکتال توسط دانشمندان مورد استفاده قرار می گیرد تا بصری بخش اعظم آنچه را که در طبیعت مشاهده می کنند ، مانند خطوط ساحلی ، کوه ها و فرسایش خاک و همچنین برای مطالعه الگوهای لرزه ای به تصویر بکشد.

نمونه هایی از فراکتال ها در طبیعت

فراکتال ها را می توان در طبیعت به شکل گل ، سرخس ، برگ ، کانال های رودخانه ، رعد و برق و برف یافت. کلم بروکلی یک نمونه خوب است. هر شاخه کلم بروکلی با ساقه والدین خود یکسان است. طراحی فراکتال روی سطح پوشش ریه های شما باعث جذب اکسیژن بیشتر می شود.

فراکتال ها در دنیای طبیعی مشهور هستند. مواد غذایی و باکتری ها ، گیاهان و حیوانات ، کوه ، آب و آسمان همه آنها را حاوی. در اینجا چند نمونه خیره کننده آورده شده است:

فراکتال ها به دلیل نحوه شکل گیری شاخه ها در شاخه های یک درخت اتفاق می افتد. تنه اصلی درخت به عنوان نقطه مبدا فراکتال عمل می کند ، و هر مجموعه ای از شاخه هایی که از آن جوانه می زنند مجموعه ای از شاخه های خاص خود را دارند که گسترش یافته و شاخه هایی از خود دارند. هنگامی که شاخه ها به اندازه کافی کوچک می شوند ، به شاخه هایی تبدیل می شوند که با شاخه های خود به شاخه های بزرگتر تبدیل می شوند. نتیجه این چرخه یک تنظیم شاخه درخت "بی نهایت" است. به نظر می رسد هر شاخه درخت یک نسخه کوچک از شکل کلی است.

همه ما شنیده ایم که هر برف برفی منحصر به فرد است و یکی از دلایل این امر این است که برف های برفی در الگوهای فراکتال ایجاد می شوند ، که ممکن است مقادیر زیادی پیچیدگی و واریانس را فراهم کند. نقطه شروع فراکتال به شکل کریستال یخ در مرکز است و شکل از همه جهات به بیرون رشد می کند. با رشد کریستال ، سازندهای فراکتال در هر جهت بوجود می آیند. هر تکرار این الگوی کوچکتر و پیچیده تر می شود ، دقیقاً مانند سایر نمونه های فراکتال هایی که دیده ایم و به پیچیدگی کل طراحی می افزاید.

اگر تا به حال طوفان صاعقه ای را مشاهده کرده اید ، یکی از قدرتمندترین نمایشگرهای طبیعت از فراکتال ها را از نزدیک و شخصی دیده اید. الگوی ایجاد شده هنگامی که برق از طریق ماده ای جریان می یابد که برق را به خوبی انجام نمی دهد (مانند هوا) فراکتال نامیده می شود. با توجه به روش کامل برق با هوا ، این پدیده رخ می دهد. هنگامی که جریان از آن عبور می کند ، هوا بیش از حد گرم می شود. این روش برای هر درجه از تکه تکه شدن تکرار می شود تا زمانی که یک فراکتال ظهور کند.

دفعه بعد که یک سالاد ، آناناس ، کلم بروکلی یا چند مورد دیگر می خورید ، یک فراکتال می خورید! گیاهان و برگها ، مانند آنهایی که در پستانداران هستند ، مواد مغذی را از طریق شبکه ای از فراکتال ها توزیع می کنند. این ساختارها به مایعات و سایر عناصر پایدار زندگی اجازه می دهند تا در سراسر گیاه آزادانه جریان یابد و وجود هر سلول را حفظ کند.

نمونه فوق العاده دیگر یک فراکتال یک سرخس است. سرخس ها تا حد زیادی از همان ساختار اساسی ساخته شده اند که بارها تکرار می شوند.

خط ساحلی و دامنه کوه هر دو فراکتال محسوب می شوند. وقتی در نظر دارید که چگونه توپوگرافی تولید و آب و هوا تولید می شود ، خواهید دید که فرسایش آب بخش قابل توجهی از چشم انداز را تشکیل می دهد. رودخانه ها و سایر بدنهای آب به همان روشی که مایعات در سراسر بدن توزیع می شوند ، انتقال ، حمل و نقل و توزیع آب از روی چشم انداز. سفر آب از یک رودخانه به رودخانه ، سپس به یک دریاچه یا یک بدن بزرگ دیگر از آب نمونه ای عالی از این است.

خواص فراکتال نیز می تواند در ابرها دیده شود. وجود تلاطم در جو تأثیر جذاب در نحوه تعامل ذرات آب با یکدیگر دارد. تلاطم فراکتال است ، از این رو تأثیر مستقیمی در شکل گیری و ظاهر ابر دارد. میزان تراکم ، بلورهای یخی و بارش ناشی از ابرها بر وضعیت ابر و همچنین ساختار سیستم و از این رو تلاطم تأثیر می گذارد.

انواع طبیعی کریستال ها می توانند ویژگی های فراکتال را نشان دهند. بسته به ساختار کریستال و مواد مورد استفاده ، برخی از کریستال ها نسبت به سایرین بیش از سایرین به نظر می رسند.

ریاضیات در روز و سن امروز بسیار مهم است. از همه جا و روزانه استفاده می شود. این به روش های مختلفی اعمال می شود که اکثر مردم تصور نمی کردند. مردم از این که روزانه با آنها روبرو می شوند غافل هستند. علاوه بر این ، آنها نمی دانند که هندسه چقدر درگیر است. هندسه در هنرها ، ناوبری ها و ساخت و سازها پیشرفت کرده و به کره زمین اجازه می دهد تا از نظر فنی پیشرفته تر شود.

فلسفه ریاضی بر منطق شکل ، کمیت و نظم متمرکز است. هر عنصر زندگی ما تحت تأثیر ریاضی است. هر کاری که در زندگی روزمره انجام می دهیم مبتنی بر آن است.

برای کسب اطلاعات بیشتر در مورد فراکتال های موجود در طبیعت ، مقالات بیشتری را در مورد وبلاگ آینده مدرسه Byju بخوانید.