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窗台上还没点燃的蚊香
ARCHIMEDEAN SPIRAL

阿基米德螺线。

长长的一条, 怎样均匀地盘进圆里?

窗台 / 还没点燃的蚊香
FIG. 06 / 等距与卷绕GEOMETRIC MODEL
r = r₀ + bθ
01 / DIAGRAMS

每转一圈,
半径多出多少?

没点燃的蚊香很适合拿来量一量:沿同一方向从中心往外看,相邻两圈的间距几乎一样。

ARCHIMEDEAN SPIRAL01 / 03

外半径固定;圈数增加时,每转一圈向外推进的距离变小,但各圈之间仍然等距。

SCROLL TO UNFOLD ↓
01 / OBSERVE

先看相邻的两圈。

蚊香需要把一条较长的材料放进有限空间,中心线的相邻圈通常近似等距。等厚纸带紧密卷起时,也会呈现类似的截面结构。

观察中心线,不把材料厚度当作半径
02 / OBSERVE

让角度和半径一起匀速增加。

想象一个点一边绕中心匀速旋转,一边沿半径匀速向外走。半径与角度成线性关系,就画出了阿基米德螺线。

r = r₀ + bθ
03 / OBSERVE

再转一圈,增加的距离不变。

一整圈是 2π 弧度,所以从任意位置再转一圈,半径都增加 2πb。沿同一条射线比较相邻交点,就能检查这个间距。

r(θ + 2π) − r(θ) = 2πb
02 / YOUR TURN

沿同一条射线量一量。

改变圈数,让螺线变疏或变密。打开等距标尺,观察一条射线上相邻圈的间隔。

LIVE GEOMETRY / ARCHIMEDEAN SPIRAL06 / 09
r = r₀ + bθ
03 / TRY IT OFFSCREEN

沿一条射线,
量量蚊香的圈距。

TRY THIS / 实物试一试

还没点燃的蚊香

把未点燃的蚊香平放在纸上,用尺沿中心向外比一比。测量相邻两圈中心线的距离,再换个方向,看间距是否接近。

MODEL / 模型的适用条件

真实蚊香有厚度、端部和生产误差。图示是中心线的理想模型,圈数变化时外半径保持不变。

参考资料:阿基米德螺线 ↗
ARCHIMEDEAN SPIRAL / 06

转一样多,向外走一样远。蚊香就这样一圈圈排开。

放在一起看 / ANOTHER CONNECTION对数螺线外圈越来越宽,半径的比例却不变。