组成蜂巢的基本形状是几边形,蜜蜂的蜂巢是什么形状的图片
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2023-07-08 08:08:07

组成蜂巢的基本形状是几边形

组成蜂巢的基本形状是几边形,蜜蜂的蜂巢是什么形状的图片图1

蜂窝结构,英文为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。

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。

此外,在日常生活中,也指像蜂窝似的多孔形状,如煤,混凝土构件上的现象。

蜜蜂的蜂巢是什么形状的图片

蜜蜂的蜂巢是六角形的,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。

组成蜂巢底盘的基本形状是几边形图片

通常是六边形。

蜂巢是蜜蜂家园必要的"家具"和"食品室"。养蜂家会拆掉整个蜂巢去获取蜂蜜。蜂蜜的提取可以透过打开蜂巢取出巢板,然后把它放进分离蜂蜜的离心机里旋转。另外,有时候新的蜂巢会以不加人工的蜂巢蜂蜜形式售卖,尤其是用来涂面包的蜂蜜,而非烹调或加入茶调味的蜂蜜。

组成蜂巢的基本形状是几边形,蜜蜂的蜂巢是什么形状的图片图2

孵化蜜蜂幼虫的蜂巢经过一段时间后,会渐渐变得昏暗,因为茧会嵌进巢室,并留下很多足迹,当看见这些在蜂巢蜂蜜框上,所以便会保持光亮颜色。

组成蜂巢的基本形状是几边形,蜜蜂的蜂巢是什么形状的图片图3

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。

蜂巢为什么是六边形的而不是三角形正方形和五边形

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。

组成蜂巢的基本形状是几边形,蜜蜂的蜂巢是什么形状的图片图4

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. ”

为什么蜂巢不是四边形或三边形呢

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。

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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。

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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。

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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。

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