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關于三維空間中多面體密鋪空間方案

2021-10-21 18:05 作者:AcaciaLeo  | 我要投稿

通過二面角計算可以已知由純正多面體密鋪只有正方體這一種方案,再考慮非純正多面體的密鋪。

說一下我已知的三種密鋪空間方案:
1、二維密鋪的柱狀形式,既然三維比二維多一個維度,二維有那么多密鋪方式,沿第三維拉一下不就是三維密鋪了嘛,比如大自然的蜂窩。其中一種情況為平行六面體的密鋪,再特殊情況就是正方體的密鋪,將正方體的棱縮放傾斜和密鋪層與層、排與排間錯位等變換可以得到一系列同類型的密鋪。

2、將正四面體各個頂點以正四面體的幾何中心為對稱心做中心對稱,得到的新正四面體稱其為“倒放”的正四面體,原來的正四面體稱為“正放”的正四面體,準備“正放”正四面體、“倒放”正四面體和相同三角面為表面的正八面體數量比為1:1:1,可密鋪三維空間,其中正四面體每個面都接觸一個正八面體,正八面體的每對“相鄰面”接觸不同方向放置的正四面體,其密鋪基本單位由在一個正八面體的一對相鄰面(或對面)分別貼上一個“正放”正四面體和一個“倒放”正四面體構成,考慮到如果是正八面體“對面”貼正四面體出來的基本單位是個平行六面體,這個密鋪方式可以看做是平行六面體密鋪一類的,而另一種正八面體“相鄰面”貼正四面體得到的是個新多面體,這種再通過縮放傾斜錯位等變換可以衍生出新的一類密鋪。

正八面體鄰面貼異向正四面體

3、基本單位為菱形十二面體的密鋪,可以理解為 在球體的面心立方最密堆積(fcc)中,將所有球體的體積同速擴大,相鄰球的接觸面被擠壓成平面,最后極限擴張后球體會變成菱形十二面體,密鋪方案就是球體的面心立方最密堆積。

4、參考第3種密鋪,可以利用化學上一些發(fā)現的各種原子堆積方式的球體體積極限擴大能夠得到一系列基本單位多面體和密鋪方式。

暫時沒系統(tǒng)的學習過拓撲幾何,可能有疏漏和錯誤,歡迎專業(yè)人士指出。

如果讀者還有別的多面體密鋪空間方案,或有系統(tǒng)性方法論,歡迎在評論區(qū)討論。


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