血管为什么都是弯弯曲曲、不断重复的样子?它们是怎么形成的呢?
■材料和工具 牙签、油彩(或水彩)颜料、一个2面的CD盒(或2片平整的玻璃片)
■操作步骤
1、把CD盒拆开来。用牙签蘸一滴颜料,滴在一片CD盒盖子上。
2、把第二片CD盒盖在第一片上,把2面CD盖子压紧。
3、小心地把2片CD盖子上下分开,注意不要左右移动。
4、现在可以观察,在你分开2片CD盖子的时候,空气进入颜料里形成的图案。看看空气形成的图案是什么?
■实验原理
我们用颜料得到的图案叫做分形。分形的意思是,不管把分形图案放大多少倍,它看起来和放大前的样子是一样的。
而用颜料得到这种分形图案的过程叫做粘滞指进,用来描述粘滞指进的著名数学模型叫做赫尔肖氏模型。
粘滞指进是什么意思呢?
当黏糊糊的颜料被挤压的时候,它们会向四面八方扩散开来,形成一个圆饼状的边界。当2片CD盖板被拉开的时候,空气会钻入黏糊糊的颜料里面。不过空气的粘度没有颜料大,它们会在颜料的边界画出像指头一样的形状。粘度比较低的液体或气体进入粘度比较高的流体中,就会形成粘滞指进的分形。
河流的高空俯拍,或是血管的样子,它们和我们实验中的粘滞指进分形、物理规律是类似的。