9 فراکتال شگفت انگیز که در طبیعت یافت می شود

Shea Gunther یک نویسنده ، کارآفرین و پادکستر است که در پورتلند ، ماین زندگی می کند. او مباحثی از قبیل انرژی تجدید پذیر ، تغییرات آب و هوا و طبیعت را در بر می گیرد.

به روز شده در 20 دسامبر 2022

• اشتراک گذاری
• توییتر
• پانترست
• پست الکترونیک

• هوا
• بیرون از خانه
• حفاظت

فراکتال ها به عنوان اشکال هندسی شناخته می شوند که شباهت را از طریق طیف گسترده ای از مقیاس نشان می دهند - یعنی ، آنها هر چقدر هم که بزرگ باشند یا چقدر کوچک هستند ، یکسان به نظر می رسند. و آنها در واقع از نظر ماهیت همه جا هستند.

نمونه های زیادی از فراکتال ها وجود دارد که در زندگی روزمره با آنها روبرو می شویم. آناناس طبق قوانین فراکتال رشد می کند و کریستال های یخ در شکل های فراکتالی مشابه شکل می گیرند. فراکتال ها به گیاهان اجازه می دهند تا در معرض نور خورشید قرار بگیرند. آنها به سیستم های قلبی عروقی اجازه می دهند تا اکسیژن را به تمام قسمت های بدن منتقل کنند.

در اینجا ، ما 14 نمونه جذاب و زیبا از فراکتال ها را در طبیعت توضیح می دهیم.

از 9

کلم بروکلی

کلم بروکلی رومانسکو (که علی رغم نام آن ، ترکیبی بین کلم بروکلی و گل کلم است) در یک مارپیچ طلایی رشد می کند ، الگویی مبتنی بر نسبت طلایی. مارپیچ با یک عامل φ برای هر چهارم به نوبه خود که می کند گسترده تر می شود. تمایل این سبزیجات به تولید جوانه ها با سرعت شتاب باعث این الگوی مارپیچ و شکل مخروطی می شود. با رشد کلم بروکلی ، نوک بلندتر و بلندتر می شود.

سایر مارپیچ های طلایی در طبیعت شامل کهکشان های مارپیچی و پوسته های Nautilus است.

از 9

مخروط کاج

مخروط های کاج ، که به آن Strobili نیز گفته می شود ، میوه های چوبی و پوسته پوسته ای هستند که همیشه سبز را از بین می برند و به عنوان اندامهای بذر درختان خدمت می کنند. شما بدون شک متوجه مارپیچ رضایت بخش مقیاس آنها شده اید ، که منعکس کننده بذرهایی است که از آنها محافظت می کنند. آنها هنگامی که مرطوب یا سرد است ، محکم بسته می شوند ، سپس وقتی بهینه است که دانه ها در باد پخش می شوند ، باز می شوند.

باز هم ، طراحی فراکتال با رشد تسریع ایجاد می شود. این یک نمونه طبیعی از مارپیچ لگاریتمی یا Equiangular است.

از 9

مکش

در زیست شناسی گیاه ، طرح های فراکتال به عنوان فیلوتاکسی مارپیچی نامیده می شوند ، کلمه "phyllotaxy" که به سادگی به ترتیب برگهای روی گیاه اشاره می کند. دلایل خوبی برای برگهای کوئیلینگ و کوفل آلوئه مارپیچ (آلوئه پلی فیلیلا) و برخی از انواع اکوره وجود دارد: آنها به آب باران قیف به هسته گیاه کمک می کنند و از سایه های بالای برگهای پایین جلوگیری می کنند.

در اواسط دهه 100 ، یک ریاضیدان فرض کرد که الگوی مارپیچی گیاهان و اثر انگشت به همین دلیل رخ داده است ، که این امر برای تسکین استرس بود. وی گفت که نیروهایی که در جهت مخالف عمل می کنند باعث می شوند که پوست و گیاه با رشد به سمت داخل بکشند.

از 9

یخ و برف

هیچ دو طرح برف برفی یکسان نیستند ، اما بسیاری از آنها بیانگر فراکتال هستند که شاخه های یک برف برفی باعث ایجاد شاخه های جانبی خود و غیره می شوند. برف برف می تواند مانند این برای ابدیت ادامه یابد و اندازه زمین خود را رشد دهد ، در صورتی که این کار را متوقف نمی کرد و در نهایت ، ذوب می شود.

مشهورترین الگوی برف برفی فراکتال به عنوان برف کچ شناخته شده است که از یک مثلث یک طرفه تشکیل شده است که دیگری و دیگری و دیگری را تشکیل می دهد. این یکی از اولین فراکتال های شرح داده شده بود.

از 9

شاخه های درخت

درختان یکی از مهمترین فراکتال های طبیعت هستند. با رشد ، شاخه ها از تنه ها رشد می کنند و هر یک از این شاخه ها مانند یک درخت کوچکتر به خودی خود هستند و شاخه های خاص خود و شاخه های خود را توسعه می دهند. اگر به یک درخت پیچیده نگاه کنید ، متوجه تکرار شکل y در سراسر خواهید شد.

این نوع طراحی فراکتال ، مانند مارپیچ مکعب ها ، به درختان کمک می کند تا قرار گرفتن در معرض آفتاب را بهینه کنند و از سایه های بالایی جلوگیری می کنند.

از 9

بلورهای مس

هندسه فراکتال نیز در شیمی رایج است. این پدیده به صورت تخصصی توسط کریستال های مس نشان داده می شود ، که از همه جهات مانند اندامهای درخت شاخه می شوند. هر "شاخه" یک نقطه رشد جدید است - همانطور که شاخه می شود ، به مس فلزی جامد تبدیل می شود. به دلیل طبیعت آربستورس و رنگ مایل به قهوه ای مایل به قرمز ، کریستال های مس اغلب برای هنر رشد می کنند.

از 9

رودخانه

رودخانه ها به دلیل جریان آب از سمت شریان اصلی در جریان ، به جریان می روند ، اما چرا همیشه در شکل های S پر پیچ و خم؟در حالی که گاهی اوقات جریان ها می توانند در یک خط مستقیم ایجاد شوند ، به سرعت خم می شوند زیرا با اختلالات مانند شکاف های حیات وحش سازگار می شوند. فقط یک آشفتگی می تواند جریان یک رودخانه را از بین ببرد و باعث شود که آن در کل منحنی شود.

چقدر گسترده این جریانها نیز بسیار فرمول است. منحنی ها ، کارشناسان دریافتند ، همیشه شش برابر عرض کانال است. این نوع شفابتی بودن مشخصه فراکتال ها و دلیل اینکه رودخانه ها در سراسر جهان به هم می آیند.

از 9

رگهای برگ

در حقیقت درختان از دانه های خود گرفته تا ریشه های خود به برگهای خود به سایبان خود فراکتال می شوند. اگر از نزدیک به رگهای برگها نگاه کنید ، متوجه خواهید شد که آنها چقدر شبیه خود هستند. کوچکترین آنها شبیه به میانه اصلی (ورید خط میانی) است ، و میانه به نظر می رسد مانند تنه درخت با شاخه های خود.

این فقط در مورد محل برگزاری شبکیه (Weblike ، نه موازی ، رگ) صادق است.

از 9

کف

کف روی لاته صبحگاهی شما فراکتال است. در طبیعت ، حباب هایی که هنگام شکسته شدن امواج اقیانوس رخ می دهند یا در جایی که قطرات باران سقوط کرده است ، الگوی خودی را با فیلم های نازک مایع جدا می کند که جیب های گاز با اندازه مختلف را از هم جدا می کنند. حباب های بزرگ با حباب های کوچک و آن دسته از حباب های کوچک که با حباب های حتی کوچکتر و غیره در هم می پیوندند در هم می پیوندند.

در خارج از طبیعت ، این طرح های فراکتالی را در یک حمام صابون یا هنگام انجام ظروف در سینک مشاهده خواهید کرد. در حقیقت ، درختان از دانه های خود گرفته تا ریشه های خود به برگهای خود به سایبان خود فراکتال می شوند. اگر از نزدیک به رگهای برگها نگاه کنید ، متوجه خواهید شد که آنها چقدر شبیه خود هستند. کوچکترین آنها شبیه به میانه اصلی (ورید خط میانی) است ، و میانه به نظر می رسد مانند تنه درخت با شاخه های خود.