กลับไปหน้าบทความ

อ่าน 4 นาที

ไครัลลิตี้ (คณิตศาสตร์)

เปลี่ยนทางจากคำที่เกี่ยวข้อง

ในทางเรขาคณิตรูปทรงจะเรียกว่าไครัล (และกล่าวได้ว่ามีไครัลลิตี้ ) ถ้ามันไม่เหมือนกับภาพสะท้อนในกระจกหรือกล่าวให้แม่นยำยิ่งขึ้นคือ...

ไครัลลิตี้ (คณิตศาสตร์)

รอยเท้าในที่นี้แสดงให้เห็นถึงความไม่สมมาตรแบบไครัล รอยเท้าซ้ายและขวาแต่ละรอยเป็นเอนันติโอเมอร์ไค รัล ในระนาบเดียวกัน เนื่องจากเป็นภาพสะท้อนในกระจก แต่ในขณะเดียวกันก็ไม่มีสมมาตรแบบกระจกเงาในตัวของแต่ละรอย

ในทางเรขาคณิตรูปทรงจะเรียกว่าไครัล (และกล่าวได้ว่ามีไครัลลิตี้ ) ถ้ามันไม่เหมือนกับภาพสะท้อนในกระจกหรือกล่าวให้แม่นยำยิ่งขึ้นคือ ถ้าไม่สามารถแปลงมันให้เป็นภาพสะท้อนในกระจกได้ด้วยการหมุนและการเลื่อนเพียงอย่างเดียว วัตถุที่ไม่เป็นไครัลจะเรียกว่าอะไครั

วัตถุไครัลและภาพสะท้อนของมันเรียกว่าเอนันติโอเมอร์ฟคำว่าไครัลลิ ตี้ มาจากภาษากรีกχείρ (cheir) ซึ่งหมายถึงมือ ซึ่งเป็นวัตถุไครัลที่คุ้นเคยมากที่สุด ส่วนคำว่าเอนันติโอเมอร์ฟมาจากภาษากรีกἐναντίος (enantios) 'ตรงข้าม' + μορφή (morphe) 'รูปแบบ'

ตัวอย่าง

กฎมือ ซ้ายและมือขวาในสามมิติ
เทโทรมีโน S และ Z เป็นเอนันติโอเมอร์ใน 2 มิติ
เอส

วัตถุสามมิติแบบไครัลบางชนิด เช่นเกลียวสามารถกำหนดให้เป็นมือขวาหรือมือ ซ้าย ได้ ตามกฎมือขวา

วัตถุที่คุ้นเคยอื่นๆ อีกมากมายแสดงสมมาตรไครัลแบบเดียวกับร่างกายมนุษย์ เช่น ถุงมือและรองเท้า รองเท้าข้างขวาแตกต่างจากรองเท้าข้างซ้ายเพียงแค่เป็นภาพสะท้อนซึ่งกันและกัน ในทางตรงกันข้าม ถุงมือบางๆ อาจไม่ถือว่าเป็นไครัลหากคุณสามารถสวมใส่แบบกลับด้านได้[ 1 ]

ตัวต่อรูปตัว J, L, S และ Z จากเกมTetris ยอดนิยม ก็แสดงให้เห็นถึงสมบัติไครัลเช่นกัน แต่เฉพาะในพื้นที่สองมิติเท่านั้น โดยแต่ละตัวไม่มีสมมาตรแบบกระจกเงาในระนาบ

ไครัลลิตี้และกลุ่มสมมาตร

รูปทรงจะเรียกว่าไม่มีไครัลก็ต่อเมื่อกลุ่มสมมาตร ของรูปทรงนั้นมีไอโซเมตรี ที่กลับทิศทางอย่างน้อยหนึ่งแบบในเรขาคณิตแบบยุคลิดไอโซเมตรี ใดๆ ก็ สามารถเขียนได้เป็น โดยมีเมทริกซ์เชิงตั้งฉากและเวกเตอร์ดีเทอร์มิแนนต์ของจะเป็น 1 หรือ −1 ถ้าเป็น −1 ไอโซเมตรีนั้นจะกลับทิศทาง มิฉะนั้นจะเป็นการรักษาทิศทาง

มีคำจำกัดความทั่วไปของไครัลลิตี้โดยอิงจากทฤษฎีกลุ่ม[ 2 ]มันไม่ได้อ้างอิงถึงแนวคิดการวางแนวใดๆ: ไอโซเมตรีจะเป็นแบบตรงก็ต่อเมื่อเป็นผลคูณของกำลังสองของไอโซเมตรี และถ้าไม่ใช่ ก็จะเป็นไอโซเมตรีทางอ้อม คำจำกัดความของไครัลลิตี้ที่ได้นี้ใช้ได้ในปริภูมิเวลา[ 3 ] [ 4 ]

ไครัลลิตี้ในสองมิติ

สร้อยคอสีตรงกลางเป็นไครัลในสองมิติ ส่วนอีกสองเส้นเป็นอะไครัลหมายความว่า หากวางสร้อยคอทั้งสองเส้นไว้บนโต๊ะ จะสามารถหมุนให้เป็นภาพสะท้อนได้โดยที่ยังคงอยู่บนโต๊ะ แต่สร้อยคอตรงกลางนั้น จะต้องหยิบขึ้นมาหมุนในสามมิติเสียก่อนจึงจะหมุนได้
รูปสามเหลี่ยมด้านไม่เท่าไม่มีสมมาตรแบบกระจกเงา ดังนั้นจึงเป็นรูปทรงหลายเหลี่ยมไครัลใน 2 มิติ

ในสองมิติ รูปทรงทุกรูปที่มีแกนสมมาตรจะเป็นรูปทรงไร้สมมาตร และสามารถแสดงได้ว่า รูปทรงไร้สมมาตร ที่มีขอบเขต ทุก รูปจะต้องมีแกนสมมาตร ( แกนสมมาตรของรูปทรงคือเส้นตรงซึ่งไม่เปลี่ยนแปลงภายใต้การแปลงเมื่อเลือก เป็นแกน x ของระบบพิกัด) ด้วยเหตุนี้สามเหลี่ยมจะเป็นรูปทรงไร้สมมาตรหากเป็นสามเหลี่ยมด้านเท่าหรือสามเหลี่ยมหน้าจั่วและจะเป็นรูปทรงไร้สมมาตรหากเป็นสามเหลี่ยมด้านไม่เท่า

พิจารณารูปแบบต่อไปนี้:

รูปนี้เป็นรูปทรงไครัล เนื่องจากไม่เหมือนกับภาพสะท้อนในกระจก:

แต่ถ้าหากขยายรูปแบบนั้นออกไปในทั้งสองทิศทางจนถึงอนันต์ จะได้รูปทรงไร้สมมาตร (ไร้ขอบเขต) ซึ่งไม่มีแกนสมมาตร กลุ่มสมมาตรของมันคือกลุ่มฟริซที่เกิดจากการสะท้อนแบบเลื่อนเพียง ครั้งเดียว

ไครัลลิตี้ในสามมิติ

ลูกเต๋า ไครัลคู่หนึ่ง(เอนันติโอเมอร์ฟ)

ในสามมิติ รูปทรงทุกรูปที่มีระนาบสมมาตรสะท้อนS จุดศูนย์กลางสมมาตร ผกผันS หรือแกนสมมาตรการหมุนที่ไม่เหมาะสม ที่สูงกว่า (โรโตรีเฟล็กชัน) S n 5 ] ถือเป็นรูปทรงไร้สมมาตร ( ระนาบสมมาตรของรูปทรงคือระนาบซึ่งไม่เปลี่ยนแปลงภายใต้การแมปเมื่อเลือกให้เป็น ระนาบ - ของระบบพิกัดจุดศูนย์กลางสมมาตรของรูปทรงคือจุดซึ่งไม่เปลี่ยนแปลงภายใต้การแมปเมื่อเลือกให้เป็นจุดกำเนิดของระบบพิกัด) อย่างไรก็ตาม โปรดทราบว่ามีรูปทรงไร้สมมาตรที่ไม่มีทั้งระนาบและจุดศูนย์กลางสมมาตร ตัวอย่างเช่น รูปทรง

ซึ่งไม่เปลี่ยนแปลงภายใต้การกลับทิศทางของไอโซเมตรีและดังนั้นจึงไม่มีไครัล แต่ไม่มีทั้งระนาบหรือจุดศูนย์กลางสมมาตร รูปภาพ

นอกจากนี้ยังเป็นทรงไม่มีสมมาตร เนื่องจากจุดกำเนิดเป็นศูนย์กลางสมมาตร แต่ขาดระนาบสมมาตร

รูปทรงที่ไม่มีความสมมาตรทางเรขาคณิต (Achiral figures) สามารถมีแกนกลางได้

ทฤษฎีปม

จะเรียกว่าปมอะไครัลหากสามารถเปลี่ยนรูปไปเป็นภาพสะท้อนในกระจกได้อย่างต่อเนื่อง มิฉะนั้นจะเรียกว่าปมไครัลตัวอย่างเช่นปมอันก์น็อตและปมรูปเลขแปดเป็นปมอะไครัล ในขณะที่ปมรูปใบไม้สามแฉกเป็นปมไครัล

ดูเพิ่มเติม

อ่านเพิ่มเติม

ดึงข้อมูลมาจาก " https://en.wikipedia.org/w/index.php?title=Chirality_(mathematics)&oldid=1351853318 "

สรุปเนื้อหา

ข้อมูลสำคัญจากบทความ

ข้อมูลสำคัญเกี่ยวกับ ไครัลลิตี้ (คณิตศาสตร์)

ในทางเรขาคณิตรูปทรงจะเรียกว่าไครัล (และกล่าวได้ว่ามีไครัลลิตี้ ) ถ้ามันไม่เหมือนกับภาพสะท้อนในกระจกหรือกล่าวให้แม่นยำยิ่งขึ้นคือ...

ตัวอย่าง

วัตถุสามมิติแบบไครัลบางชนิด เช่น เกลียว สามารถกำหนดให้เป็นมือขวาหรือ มือ ซ้าย ได้ ตาม กฎมือขวา

ไครัลลิตี้และกลุ่มสมมาตร

รูปทรงจะเรียกว่าไม่มีไครัลก็ต่อเมื่อ กลุ่มสมมาตร ของรูปทรงนั้นมีไอโซเมตรี ที่กลับทิศทาง อย่างน้อยหนึ่งแบบในเรขาคณิตแบบยุคลิด ไอโซเมตรี ใดๆ ก็ สามารถเขียนได้เป็น โดยมี เมทริกซ์เชิงตั้งฉาก และเวกเตอร์ ดีเทอร์มิแนนต์ ของจะเป็น 1 หรือ −1 ถ้าเป็น −1...

ไครัลลิตี้ในสองมิติ

ในสองมิติ รูปทรงทุกรูปที่มี แกนสมมาตร จะเป็นรูปทรงไร้สมมาตร และสามารถแสดงได้ว่า รูปทรงไร้สมมาตร ที่มีขอบเขต ทุก รูปจะต้องมีแกนสมมาตร ( แกนสมมาตร ของรูปทรงคือเส้นตรงซึ่งไม่เปลี่ยนแปลงภายใต้การแปลงเมื่อเลือก เป็นแกน x ของระบบพิกัด) ด้วยเหตุนี้ สามเหลี่ยม...