Daniel Shechtman (ur. 1941, Tel Awiw) Nobel z chemii 2011



Podobne dokumenty
S. Baran - Podstawy fizyki materii skondensowanej Dyfrakcja na kryształach. Dyfrakcja na kryształach

Symetria w fizyce materii

Wstęp. Krystalografia geometryczna

GEOMETRIA PRZESTRZENNA (STEREOMETRIA)

Światło ma podwójną naturę:

STEREOMETRIA CZYLI GEOMETRIA W 3 WYMIARACH

STRUKTURA CIAŁA STAŁEGO

Wykład 4. Kryształy aperiodyczne

Stereometria bryły. Wielościany. Wielościany foremne

MAZOWIECKI PROGRAM STYPENDIALNY DLA UCZNIÓW SZCZEGÓLNIE UZDOLNIONYCH NAJLEPSZA INWESTYCJA W CZŁOWIEKA 2016/2017

Rozwiązanie: Zadanie 2

Wykład 5. Komórka elementarna. Sieci Bravais go

STRUKTURA KRYSTALICZNA

Z przestrzeni na płaszczyznę

Elementy symetrii makroskopowej.

MATERIA. = m i liczby całkowite. ciała stałe. - kryształy - ciała bezpostaciowe (amorficzne) - ciecze KRYSZTAŁY. Periodyczność

BRYŁY PLATOŃSKIE W CZTERECH WYMIARACH

Elementy symetrii. obiekt geometryczny taki jak linia, płaszczyzna lub punkt, względem którego dokonuje się operacji symetrii.

Graniastosłupy mają dwie podstawy, a ich ściany boczne mają kształt prostokątów.

Stany skupienia materii

ELEMENTY I OPERACJE SYMETRII Symbol Element symetrii Operacja symetrii

Układy krystalograficzne

w jednym kwadrat ziemia powietrze równoboczny pięciobok

Uniwersytet Śląski Instytut Chemii Zakład Krystalografii. Laboratorium z Krystalografii. 2 godz. Komórki Bravais go

Grafika inżynierska geometria wykreślna. 4. Wielościany. Budowa. Przekroje.

Tradycyjny podział stanów skupienia: fazy skondensowane

XII. GEOMETRIA PRZESTRZENNA GRANIASTOSŁUPY

Ciała stałe. Ciała krystaliczne. Ciała amorficzne. Bardzo często mamy do czynienia z ciałami polikrystalicznymi, rzadko monokryształami.

10. Analiza dyfraktogramów proszkowych

Regulamin I gminnego konkursu odkrywamy ŚWIAT - KRYSZTAŁY

Karta pracy M+ do multipodręcznika dla klasy 8 szkoły podstawowej

Promieniowanie rentgenowskie. Podstawowe pojęcia krystalograficzne

Dan Shechtman - Nagroda Nobla za odkrycie

Tytuł. Autor. Dział. Innowacyjne cele edukacyjne. Czas. Przebieg. Etap 1 - Wprowadzenie z rysem historycznym i dyskusją

ROZDZIAŁ I. Symetria budowy kryształów

Wykład II Sieć krystaliczna

STRUKTURA MATERIAŁÓW

TEORIA PASMOWA CIAŁ STAŁYCH

Podstawy krystalochemii pierwiastki

Bezpośredni opiekunowie laboratorium: Prof. dr hab. Marek Szafrański. Prof. dr hab. Maciej Kozak, dr Marceli Kaczmarski.

Metody badań monokryształów metoda Lauego

Zastosowanie teorii grup. Grupy symetrii w fizyce i chemii.

Wielościany gwiaździste

BUDOWA KRYSTALICZNA CIAŁ STAŁYCH. Stopień uporządkowania struktury wewnętrznej ciał stałych decyduje o ich podziale

SUROWCE I RECYKLING. Wykład 2

Aby opisać strukturę krystaliczną, konieczne jest określenie jej części składowych: sieci przestrzennej oraz bazy atomowej.

Szkła. Forma i odlewy ze szkła kwarcowego wykonane w starożytnym Egipcie (około roku 2500 p.n.e.)

Właściwości kryształów

Test na koniec nauki w klasie trzeciej gimnazjum

SCENARIUSZ ZAJĘĆ KOŁA NAUKOWEGO z MATEMATYKI prowadzonego w ramach projektu Uczeń OnLine

Laboratorium z Krystalografii. 2 godz.

Kwazikryształy - struktura atomowa, obraz dyfrakcyjny i modelowanie

Krystalografia. Dyfrakcja

PRZEDMIOTOWY SYSTEM OCENIANIA- MATEMATYKA KLASA 6. Rok szkolny 2012/2013. Tamara Kostencka

Nauka o Materiałach Wykład II Monokryształy Jerzy Lis

Monochromatyzacja promieniowania molibdenowej lampy rentgenowskiej

Krystalografia i krystalochemia Wykład 15 Repetytorium

Międzynarodowe Tablice Krystalograficzne (International Tables for Crystallography)

Redefinicja jednostek układu SI

Nagrody Nobla z dziedziny fizyki ciała. Natalia Marczak Fizyka Stosowana, semestr VII

NIEDOSKONAŁOŚCI BUDOWY CIAŁA STAŁEGO KRYSZTAŁY RZECZYWISTE.

Pytania do spr / Własności figur (płaskich i przestrzennych) (waga: 0,5 lub 0,3)

Rentgenografia - teorie dyfrakcji

Agnieszka Kamińska, Dorota Ponczek. Matematyka na czasie Gimnazjum, klasa 3 Rozkład materiału i plan wynikowy

Geometria wykreślna. 3. Równoległość. Prostopadłość. Transformacja celowa. dr inż. arch. Anna Wancław. Politechnika Gdańska, Wydział Architektury

Wykład 5 Widmo rotacyjne dwuatomowego rotatora sztywnego

DZIAŁ 1. STATYSTYKA DZIAŁ 2. FUNKCJE

Niezwykły Świat Krystalografii

Kurs ZDAJ MATURĘ Z MATEMATYKI - MODUŁ 13 Teoria stereometria

Krystalografia. Dyfrakcja na monokryształach. Analiza dyfraktogramów

Krystalografia. Analiza wyników rentgenowskiej analizy strukturalnej i sposób ich prezentacji

Wykład 1. Symetria Budowy Kryształów

Metody dyfrakcyjne do wyznaczania struktury krystalicznej materiałów

Laboratorium z Krystalografii. 2 godz.

Wykłady z Fizyki. Ciało Stałe

PLANIMETRIA CZYLI GEOMETRIA PŁASZCZYZNY CZ. 3

WIĄZANIA. Co sprawia, że ciała stałe istnieją i są stabilne? PRZYCIĄGANIE ODPYCHANIE

Metody badań monokryształów metoda Lauego

Instytut Fizyki Doświadczalnej Wydział Matematyki, Fizyki i Informatyki UNIWERSYTET GDAŃSKI

Krystalografia. Wykład VIII

Budowa ciał stałych. sieć krystaliczna układy krystalograficzne sieć realna defekty wiązania w ciałach stałych

Fizyka Ciała Stałego

S. Baran - Podstawy fizyki materii skondensowanej Struktura krystaliczna. Struktura krystaliczna

Wyznaczanie struktury krystalicznej i molekularnej wybranego związku koordynacyjnego w oparciu o rentgenowską analizę strukturalną

Pasmowa teoria przewodnictwa. Anna Pietnoczka

Geometria. Rodzaje i własności figur geometrycznych:

Wiązania chemiczne. Związek klasyfikacji ciał krystalicznych z charakterem wiązań atomowych. 5 typów wiązań

Wstęp do Optyki i Fizyki Materii Skondensowanej. Mateusz Goryca

Laboratorium inżynierii materiałowej LIM

Dyfrakcja rentgenowska (XRD) w analizie fazowej Wykład 2

1. Od czego i w jaki sposób zależy szybkość reakcji chemicznej?

Fizyka 3. Konsultacje: p. 329, Mechatronika

Uniwersytet Śląski w Katowicach str. 1 Wydział

Rok akademicki: 2013/2014 Kod: JFT s Punkty ECTS: 4. Poziom studiów: Studia II stopnia Forma i tryb studiów: Stacjonarne

KRYTERIA OCEN Z MATEMATYKI DLA UCZNIÓW KL. II GIMNAZJUM

1. Elementy (abstrakcyjnej) teorii grup

Transport jonów: kryształy jonowe

Matematyka z plusem dla szkoły ponadgimnazjalnej. ZAŁOŻENIA DO PLANU RALIZACJI MATERIAŁU NAUCZANIA MATEMATYKI W KLASIE III (zakres podstawowy)

Transkrypt:

O KWAZIKRYSZTAŁACH ORAZ O ICH ODKRYWCY NIBY NAUKOWCU I NOBLIŚCIE Daniel Shechtman (ur. 1941, Tel Awiw) Nobel z chemii 2011 Nowy typ uporządkowania przestrzennego atomów w ciałach stałych Włodzimierz Salejda Instytut Fizyki PWr XV DFN Wrocław, 25 września 2012

Od Wielkiego Wybuchu do Fizyki Fazy Skondensowanej (Fizyki Ciała a Stałego) czyli Z CZEGO ZBUDOWANY JEST WSZECHŚWIAT? WIAT?

Wszechświat podstawowe dane Wiek (szacowany czas istnienia): (13,75 0.17) mld lat 4,5 10 17 sekund (450 mln mld sekund) czas Ŝycia 70 latka to 9 2 10 sekund (2 mld sekund) Promień 46 mld lat świetlnych 26 4,4 10 metrów

Z czego zbudowany jest Wszechświat? Z cząstek i energii (pól, materii) Zawiera 23 3 10 gwiazd

Z czego zbudowana jest materia zwykła 5% materii Wszechświat? Cząstki struktury i cząstki pośredniczące

Co jest zbudowane z leptonów i kwarków? Atomy, pierwiastki, molekuły, wirusy, bakterie, gazy, ciecze, ciała stałe

Budowa atomu

Jak atomy, jony, molekuły zapełniają przestrzeń? Jak atomy, jony, molekuły są ułoŝone w przestrzeni w gazach, cieczach i ciałach stałych? Jak doświadczalnie, za pomocą jakich narzędzi wyznaczyć połoŝenia atomów, jonów, molekuł w gazach, cieczach i ciałach stałych? Jak zobaczyć niewidoczne atomy, jony, molekuły? Jak obejść zjawisko dyfrakcji światła?

O KRYSTALOGRAFII I DYFRAKTOGRAMACH

Jakie są odległości międzyatomowe w ciele stałym? Jeden metr sześcienny Cu ma masę 8920 kg. -25 Jeden atom miedzi ma masę 10 kg. W jednym metrze sześciennym jest więc -25 28 8920 10 ~9 10 atomów. Na jeden atom przypada objętość ( ) 28-29 3 1 9 10 ~ 10 m. Zakładając, Ŝe kaŝdy atom miedzi znajduje się w środku sześcianu o boku a, wyznaczamy a 3 ο -29 3-10 10 m ~ 2 10 = 0,2nm=2A

Dlaczego nie widzimy atomów w ciele stałym? Rozmiar liniowy atomu jest rzędu 0,1nm, odległości między atomami kilka razy większe, długość fal świetlnych 400 nm do 700 nm, co uniemoŝliwia ze względu na dyfrakcję światła bezpośrednie obserwowanie atomów

Jak badać przestrzenny rozkład atomów w ciele stałym? Jakich uŝyć narzędzi i metod? Metody, narzędzia zaproponowane zostały w drugiej dekadzie XX, 100 lat temu.

Odkrywcy, prekursorzy badań strukturalnych kryształów za pomocą promieni X, załoŝyciele krystalografii i rentgenografii strukturalnej Max von Laue, odkrywca metody wykorzystującej promieniowanie rentgenowskie do badań struktur krystalicznych (lauegramy William Lawrence Bragg), uzasadnienie nagrody Nobla w 1914 r. "For his discovery of the diffraction of X-rays by crystals, an important step in the development of X-ray spectroscopy William Henry Bragg, ojciec Uzasadnienie nagrody Nobla w 1915 r. "For their services in the analysis of crystal structure by means of X-rays, an important step in the development of X-ray crystallography William Lawrence Bragg, syn

Jakich uŝyć metod i środków? Metody i narzędzia zaproponowane zostały w drugiej dekadzie XX, 100 lat temu, czego wynikiem jest krystalografia. Analiza obrazów dyfrakcyjnych otrzymywanych za pomocą: promieni X, promieniowania synchrotronowego (rentgenografia strukturalna), fal materii: elektronów (elektronografia strukturalna), neutronów (neutronografia strukturalna).

http://kckizw.ceramika.agh.edu.pl/tresc/dydaktyka/krystalografia/wyklad_01.pdf

Krystalografia 100 lat badań Krystalografia, najwaŝniejsze osiągnięcia 1912: Max von Laue pierwsze doświadczenie ugięcia promieniowania X na krysztale (Nobel 1914) 1913: William H. Bragg i jego syn William L. Bragg rozwiązują struktury kilku minerałów (Nobel 1915) 1934: Arthur Lindo Patterson wyprowadza nazwaną od jego nazwiska funkcję Pattersona 1949: Dorothy Hodgkin rozwiązuje strukturę penicyliny; w 1961 strukturę witaminy B12 (Nobel 1964) 1951: Linus Pauling na podstawie obserwacji krystalograficznych i właściwości wiązań chemicznych postuluje motywy alfa-helisy i beta-kartki, jako głównych motywów w białkach (Nagroda Nobla 1954) 1953: James Watson i Francis Crick, wykorzystując wyniki pracy Rosalind Franklin, która sporządziła dokładny rentgenogram sodowej soli DNA, wyjaśniają strukturę DNA (Nobel 1962) 1956: Herbert A. Hauptman i Jerome Karle udoskonalają badanie kryształów niecentrosymetrycznych (Nobel 1985) 1958: John Kendrew rozwiązuje strukturę mioglobiny pierwsze białko rozwiązane metodami krystalografii 1959: Max Perutz rozwiązuje za pomocą krystalografii strukturę hemoglobiny (Nobel 1962) 1984: Dan Shechtman odkrywa kwazikryształy w błyskawicznie schładzanym stopie glinu i manganu (Nobel z chemii 2011) Liczba nagród noblowskich 10

Co jest badane? Gips, uporządkowania dalekiego zasięgu CaSO4 2H2O Monokryształ kwarcu SiO2 Polikrystaliczny kwarc, uporządkowanie lokalne http://www.if.pw.edu.pl/~pluta/pl/dyd/mfj/zal03/marciniak/pliki/4.htm

Co jest badane? Strzegomskie monokryształy kwarcu dymnego, SiO2

Co jest badane? Korund Al2O3, szafir, rubin

Co jest badane? Kryształy sfalerytu

Jak otrzymuje się dyfraktogramy? http://uranos.cto.us.edu.pl/~crystal/mag/mag7.pdf

Jak otrzymuje się dyfraktogramy? http://www.if.uj.edu.pl/zfcs/magnetyk/aparat/dyfr.htm

http://www.if.pw.edu.pl/~pluta/pl/dyd/mfj/zal03/marciniak/pliki/6.htm Jak otrzymuje się dyfraktogramy? http://www.if.pw.edu.pl/~pluta/pl/dyd/mfj/zal03/marciniak/pliki/nonius%20mach3movie.gif

Schemat stanowiska pomiarowego, dyfraktogramy

Przykładowe dyfraktogramy (Be3Al2(SiO3)6Fe,Cr,Mn,V,Cs)

Przykładowe dyfraktogramy kryształu NaCl

Lauegramy Beryl, oś 2-krotna Woda Beryl, dowolna orientacja ZnS, sfaleryt, oś 4-krotna NaCl, oś 4-krotna

Jak powstają dyfraktogramy i dlaczego?

O FIZYCE CIAŁA STAŁEGO

Atomy i stany skupienia Ruch cieplny atomów, molekuł Ciała stałe: drgania atomów, molekuł wokół połoŝeń równowagi

Jak atomy wypełniają przestrzeń?

Przykłady komórek elementarnych Sfaleryt, ZnS CsCl

Jak atomy sodu i chloru wypełniają przestrzeń w soli kamiennej? Sól kuchenna, NaCl

PARADYGMATY (DOGMATY) KRYSTALOGRAFII

Podstawy, paradygmaty krystalografii klasycznej; wnioski ugruntowane, zweryfikowane doświadczalnie przez 70 lat badań od 1912 r. do 1982 r.

Translacyjna niezmienniczość, czyli okresowość/periodyczność rozkładu przestrzennego Symetrie obrotowe (na przykładzie parkietażu/posadzki)

Paradygmat/kanon krystalografii klasycznej: Kryształy mogą wykazywać określone rodzaje osi symetrii kompatybilne z translacyjną niezmienniczością!!! Są to osie: 1., 2., 3., 4. i 6. krotna/rzędu

ODKRYCIE KWAZIKRYSZTAŁÓW

Autokomentarz/wspomnienia Dana Shechtmana, ze stażu w National Bureau of Standards, USA (Narodowe Biuro Standardów, 1901-1988) obecnie National Institute of Standards and Technology (Narodowy Instytut Standardów i Technologii) http://www.jcrystal.com/steffenweber/qc.html Wywiad z Danielem Shechtmanem na YOU TUBE http://www.youtube.com/watch?v=ezrtzomhq4s

Metallic Phase with Long-Range Orientational Order and No Translational Symmetry, D. Shechtman, I. Blech, D. Gratiasand J.W. Cahn, Phys. Rev. Lett. 53, 1951 (1984)

D. Shechtman badał elektronogramy dyfraktogramy będące obrazem dyfrakcji elektronów (fal materii) o niskiej energii metoda polega na bombardowaniu skolimowaną wiązką elektronów o energii (10-1000 ev) powierzchni i obserwacji dyfrakcji elektronów na ekranie fluorescencyjnym.

Lauegramy Beryl, oś 2-krotna Beryl, dowolna orientacja Faza ikosaedryczna, oś 5-krotna ZnS, sfaleryt, oś 4-krotna NaCl, oś 4-krotna

http://www.tumblr.com/tagged/quasicrystal?before=1317832293 Diffraction Patterns of Quasicrystals (2/2) - Icosohedral quasicrystal # Źródło: lassp.cornell.edu#science #materials #diffraction #pattern #crystollograp HgMgZn

OPONENCI

http://jcrystal.com/steffenweber/ http://www.jcrystal.com/steffenweber/qc.html

Linus Pauling (1901-1994) amerykański fizyk i chemik. Dwukrotny laureat Nagrody Nobla: 1954 w dziedzinie chemii za badania fundamentalnych właściwości wiązań chemicznych i ich zastosowanie do poznania struktur chemicznych 1962 pokojowa nagroda Nobla za wkład w kampanię przeciwko próbom z bronią jądrową, która przyczyniła się do zaprzestania przez USA i ZSRR przeprowadzania próbnych wybuchów jądrowych w atmosferze.

KRYSTALOGRAFIA WSPÓŁCZESNA

Stara i nowa definicja kryształu Międzynarodowa Unia Krystalografii Kryształem nazywamy fizycznie i chemicznie jednorodne i anizotropowe ciało stałe o prawidłowo (okresowo) powtarzającym się w trzech wymiarach rozmieszczeniu atomów, jonów lub cząsteczek, czyli ciało wykazujące określony tzw. translacyjny porządek dalekiego zasięgu (1956). Kryształem nazywamy ciało stałe dające dyskretny (nieciągły) obraz dyfrakcyjny (1991) Crystal: Any solid having an essentially discrete diffraction diagram To nie jest kryształ

International Crystallographic Union, w kwietniu 1991 r. zadeklarowała, Ŝe:

Kwazikryształy podstawowe właściwości Nieokresowe uporządkowanie dalekiego zasięgu atomów (ostre piki Bragga) Niekrystalograficzne symetrie obrotowe (5, 8, 12) niekompatybilne z okresowością

NOWA KLASYFIKACJA CIAŁ STAŁYCH

Stara krystalografia Początek rewolucji w krystalografii Krystalografia współczesna

SYMETRIE DYFRAKTOGRAMÓW SHECHTMANA

Metallic Phase with Long-Range Orientational Order and No Translational Symmetry, D. Shechtman, I. Blech, D. Gratiasand J.W. Cahn, Phys. Rev. Lett. 53, 1951 (1984)

Elektronogramykwaziperiodycznegostopu metalicznego Al6 Mn Metallic Phase with Long-Range Orientational Order and No Translational Symmetry, D. Shechtman, I. Blech, D. Gratiasand J.W. Cahn, Phys. Rev. Lett. 53, 1951 (1984)

BRYŁY PLATOŃSKIE

Dwudziestościan (ikosaedr) foremny 20 ścian trójkąty równoboczne 30 krawędzi, 12 wierzchołków wg Platona symbol Ŝywiołu: woda Mg-Zn-Ho` Dwunastościan (dodekaedr) foremny 12 ścian pięciokąty foremne, 30 krawędzi 20 wierzchołków wg Platona symbol Wszechświata, kosmosu

Bryła platońska Dwudziestościan (ikosaedr) foremny 20 ścian trójkąty równoboczne 30 krawędzi, 12 wierzchołków wg Platona symbol Ŝywiołu: woda Identyczność Elementy symetrii 12 5-krotne osi obrotu o 72 12 5-krotne osi obrotu o 144 20 3-krotne osi obrotu o 120 15 2-krotne osi obrotu o 180 Środek inwersji 12 przemienna 10-krotna oś symetrii obrotu o 108 12 przemienna 10-krotna oś symetrii obrotu o 36 20 przemienna 6-krotna oś symetrii obrotu o 60 15 płaszczyzn odbicia 120 elementów symetrii

Bryła platońska Dwunastościan (dodekaedr) foremny 12 ścian pięciokąty foremne 30 krawędzi, 20 wierzchołków Wg Platona symbol Wszechświat, kosmosu Wielościan foremny (bryła platońska) wielościan spełniający następujące trzy warunki: ściany są przystającymi wielokątami foremnymi, w kaŝdym wierzchołku zbiega się jednakowa liczba ścian, jest bryłą wypukłą

PowyŜej kryształ fluorytu Bryła platońska Ośmiościan (oktaedr) foremny 8 ścian trójkąty równoboczne 12 krawędzi, 6 wierzchołków Wg Platona Ŝywioł powietrze

Bryła platońska Sześcian (heksaedr) foremny 6 ścian kwadraty 12 krawędzi, 8 wierzchołków Wg Platona Ŝywioł - ziemia

Bryła platońska Czworościan (tetraedr) foremny 4 ściany trójkąty równoboczne 6 krawędzi, 4 wierzchołki Wg Platona Ŝywioł - ogień

ZASTOSOWANIA KWAZIKRYSZTAŁÓW

Jakie są nowe właściwości fizyczne wykazują kwazikryształów? Najbardziej twarda stal jest wytwarzana przy uŝyciu kwazikryształów!!! Najbardziej odporne na ścieranie powierzchnie są powlekane kwazikryształami!!! Kwazikryształy najgorszymi przewodnikami ciepło!!! Są najlepszymi izolatorami ciepła (osłony adiabatyczne)!!!

Ile jest znanych materiałów kwazikrystalicznych? Ponad 100 róŝnych stopów metalicznych, trój-, cztero- i więcej składnikowych Fizyka QCsi struktur aperiodycznych nowa dziedzina fizyki fazy skondensowanej 2009 2011 2011 1987 2007 http://wwwphy.princeton.edu/~steinh/

Pierwszy naturalny kwazikryształ Discovery of a Natural Quasicrystals L Bindi, P. Steinhardt, N. Yao and P. Lu, Science 324, 1306 (2009)

Pośrodku próbka minerału (skały wulkanicznej) zawierającego inkluzje i-al 63 Cu 24 Fe 13, patrz górny fragment rys. B objęty czerwonymi kropkami.ośrednicy 0,1 mikrometra. Dyfraktogramy wskazują na kwaziperiodyczny charakter minerału.

Pierwszy naturalny kwazikryształ

KRYSTALOGRAFIA KWAZIKRYSZTAŁÓW

Jak atomy są ułoŝone w objętości kwazikryształów? Jak atomy mogą być ułoŝone na płaszczyźnie? Skonstruujemy okresowe pokrycie płaszczyzny. Zadanie łatwe! Stworzymy płaską sieć/parkietaŝ. Skonstruujemy nieokresowe pokrycie powierzchni. Zadanie trudne! Stworzymy płaską kwazisieć, parkietaŝ NIEOKRESOWY!!!

Pokrycie płaszczyzny za pomocą skończonej liczby figur płaskich w sposób periodyczny/okresowy i taki aby figury nie przekrywały się a pokrycie było pełne jest zadaniem banalnie prostym!

Sposób pierwszy TAK!

Sposób drugi TAK!

Sposób trzeci TAK!

Sposób czwarty TAK!

Sposób piąty TAK!

? NIE!

? NIE!

Jak pokryć płaszczyznę za pomocą skończonej liczby figur płaskich w sposób nieperiodycznyi taki aby figury nie przekrywały się a pokrycie było pełne?

Jak pokryć płaszczyznę za pomocą skończonej liczby figur płaskich w sposób nieperiodyczny i taki aby figury nie przekrywały się a pokrycie było pełne? Przykładowe próby

Przykłady prób. Grafiki M.C. Eschera (1898-1972) grafiki

Przykłady prób. (http://parkietaze.republika.pl/index.html) Eschera Platona Archimedasa Jonhsona ParkietażPenrose'azłożony jest z rombów ułożonych tak, aby żadne sąsiednie romby nie tworzyły razem równoległoboku.

Do tworzenia płaskich dekoracji, artystycznego pokrywania płaszczyzn, komponowania mozaik (strapwork) używa się wielu ornamentów (ozdobników), m.in. gwiazd, wielokątów, linii, pasemek, które przeplatają się wzajemnie, a także rysunków roślin, wizerunków zwierząt i postaci.

Jak pokryć płaszczyznę za pomocą skończonej liczby figur płaskich w sposób nieperiodycznyi taki aby figury nie przekrywały się a pokrycie było pełne?

Jak pokryć płaszczyznę za pomocą skończonej liczby figur płaskich w sposób nieperiodyczny i taki aby figury nie przekrywały się a pokrycie było pełne? Do lat 60. XX w. sądzono, że płaszczyznę można pokryć tylko w sposób periodyczny! W roku 1964 Robert Berger konstruuje nieperiodycznepokrycie płaszczyzny używając 20426 różnych płaskich figur/szablonów. Zredukował do 104. http://mathpages.com/home/kmath539/kmath539.htm http://mathpages.com/home/kmath540/kmath540.htm http://mathpages.com/home/igeometr.htm

Jak pokryć płaszczyznę za pomocą skończonej liczby figur płaskich w sposób nieperiodyczny i taki aby figury nie przekrywały się a pokrycie było pełne? Aperiodyczny parkiet/parkietaż Rogera Penrose a The role of aesthetics inpureand applied mathematicalresearch The Institute of Mathematics andits Applications Bulletin, Vol. 10, No. 7/8. (July 1974), pp. 266-271. Liczba płytek zredykowanado 4.

Przy uŝyciu powyŝszych figur moŝliwe jest periodyczne pokrycie płaszczyzny!

Przy uŝyciu powyŝszych figur moŝliwe jest nieperiodyczne pokrycie płaszczyzny!

Przy uŝyciu powyŝszych figur moŝliwe jest periodyczne i nieperiodyczne pokrycie płaszczyzny!

Konstrukcja Ammana Przy uŝyciu powyŝszych figur moŝliwe jest nieperiodyczne pokrycie płaszczyzny! Muszą zgadzać się wierzchołki i linie!

Konstrukcja Roberta Ammanna uwidacznia ukrytą symetrię aperiodycznego pokrycia

ParkietaŜ Penrose a jest nie tylko nieperiodycznym pokryciem. Wykazuje kwaziperiodyczne właściwości!

Proste wyróŝnionej rodziny są ułoŝone tak, Ŝe tworzą kwaziperiodyczną sieć Fibonacciego

Roger Penrosei parkietażwykonany (po lewej) z wykorzystaniem jego patentu (po prawej oktagonalna wersja)

Czy aperiodyczne pokrycia płaszczyzny znane były wcześniej?

Wzmianka historyczna. Struktury aperiodyczne i ascetyczny świat islamu Do tworzenia płaskich ornamentów, dekoracji, mozaik (strapwork) używa się m.in. gwiazd, wielokątów, linii i pasemek, które przeplatają się wzajemnie. W kulturze islamu, ten typ dekoracji nosi nazwę girih. Islamscy twórcy mozaik, zdobiących zewnętrzne mury budynków kultury muzułmańskiej (zakaz wiernego odtwarzania świata): meczetów, ma(e)drasów, pałaców używali 5 płytek/kafelków (tiles)

Mozaiki Islamu

Mozaiki Islamu c.d.

Mozaiki Islamu

pattern: wzór, deseń, wzorzec, płaski motyw, wykrój, szablon, płaska forma

NAGRODA NOBLA Z CHEMII DLA DANIELA SHECHTMANA. DLACZEGO? ODKRYCIE NOWEGO TYPU MATERIAŁÓW FIZYKA STRUKTUR APERIODYCZNYCH NOWA DZIEDZINA FFS/FCS DETERMINACJA, WIARA WE WŁASNE WYNIKI, ODKRYCIA ZŁAMANIE SYMETRII KRYSTALOGRAFICZNYCH (NATURA NIE ZNOSI PRÓśNI)

THE END 115