Из Википедии, бесплатной энциклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску
Для использования в других целях, см Отверстие (значения) .
Дыра в дереве.

Отверстие представляет собой отверстие или через определенную среду, как правило , твердое тело. Отверстия возникают в результате естественных и искусственных процессов и могут быть полезны для различных целей или могут представлять проблему, требующую решения во многих областях техники. В зависимости от материала и размещения отверстие может быть углублением на поверхности (например, отверстие в земле) или может полностью проходить через эту поверхность (например, отверстие, созданное перфоратором в листе бумаги). . В технике отверстие может быть глухим или сквозным, если оно имеет частичную или полную глубину.

Типы отверстий [ править ]

Перфорация отверстий между парой почтовых марок из мотка марок.

Отверстия могут возникать по ряду причин, включая естественные процессы и преднамеренные действия людей или животных. Ямы в земле, которые сделаны намеренно, например ямы, проделанные во время поиска пищи, для повторной посадки деревьев или ямы, сделанные для закрепления объекта, обычно делаются в процессе копания . Непреднамеренные отверстия в объекте часто являются признаком повреждения . Ямы и воронки могут нанести ущерб населенным пунктам. [1]

Отверстия могут возникать в самых разных материалах и в широком диапазоне масштабов. Самые маленькие дыры, наблюдаемые людьми, включают точечные отверстия и перфорации , но самое маленькое явление, описываемое как дыра, - это электронная дыра , которая представляет собой положение в атоме или атомной решетке, где отсутствует электрон . Самым крупным явлением, описываемым как дыра, является сверхмассивная черная дыра , астрономический объект, который может быть в миллиарды раз массивнее Солнца Земли .

Самая глубокая дыра на Земле - это искусственно созданная Кольская сверхглубокая скважина с истинной вертикальной глубиной бурения более 7,5 миль (12 километров), что составляет лишь часть почти 4000 миль (6400 километров) расстояния до центра. Земля. [2]

Математический и научный смысл [ править ]

Отверстия в математике [ править ]

В геометрической топологии пончик и кофейная чашка относятся к одному и тому же математическому «роду», потому что у каждого есть одно отверстие.

В математике дыры исследуются несколькими способами. Один из них находится в гомологии , которая представляет собой общий способ ассоциирования определенных алгебраических объектов с другими математическими объектами, такими как топологические пространства . Группы гомологий были первоначально определены в алгебраической топологии , и изначально гомологии были строгим математическим методом для определения и категоризации дыр в математическом объекте, называемом многообразием . Первоначальной мотивацией для определения групп гомологии было наблюдение, что две формы можно различить, исследуя их отверстия. [3] Например, круг не является диском, потому что в круге сквозное отверстие, в то время как диск твердый, [4]и обычная сфера не является кругом, потому что сфера охватывает двумерное отверстие, а круг охватывает одномерное отверстие. Однако, поскольку отверстия «нет», не сразу становится очевидным, как определить отверстие или как различать различные типы отверстий.

Однако в геометрической топологии отверстия определяются иначе. В этом поле род связной ориентируемой поверхности представляет собой целое число, представляющее максимальное количество разрезов вдоль непересекающихся замкнутых простых кривых без отключения результирующего многообразия . [5] С точки зрения непрофессионала, это количество «дырок» в объекте («дырки» интерпретируются как дырки от бублика; в этом смысле полая сфера будет считаться не имеющей дыр). У бублика или тора есть 1 такое отверстие. У сферы 0.

Дыры в физике [ править ]

В физике антивещество повсеместно описывается как дыра, место, которое при соединении с обычной материей для заполнения дыры приводит к тому, что дыра и материя нейтрализуют друг друга. Это аналогично заделке выбоины асфальтом или заполнению пузыря под поверхностью воды равным количеством воды для его устранения. Самый прямой пример - электронная дырка ; довольно общее теоретическое описание дает море Дирака , которое рассматривает позитроны (или античастицы в целом) как дырки. Отверстия обеспечивают одну из двух основных форм проводимости в полупроводнике , то есть материал, из которого транзисторысделаны; без отверстий ток не может течь, и транзисторы включаются и выключаются, разрешая или запрещая создание отверстий.

Дыры в биологии [ править ]

Тела животных, как правило, содержат специальные отверстия, которые выполняют различные биологические функции, такие как прием кислорода или пищи, выведение отходов, а также прием или изгнание других жидкостей для репродуктивных целей. Однако у некоторых простых животных есть одно отверстие, которое служит всем этим целям. [6] Образование нор - важное событие в развитии животного:

Все животные начинают свое развитие с одного отверстия - бластопора . Если есть два отверстия, второе отверстие образуется позже. Бластопор может возникать вверху или внизу эмбриона. [6]

Грамицидин А , полипептид спиральной формы, был описан как переносное отверстие. Когда он образует димер , он может внедряться в клеточные двухслойные мембраны и образовывать отверстие, через которое могут проходить молекулы воды. [7]

Инженерные чувства [ править ]

Глухие и сквозные отверстия [ править ]

Типы отверстий в технике: глухие (слева), сквозные (посередине), прерывистые (справа).

В машиностроении , механической обработке и оснастке отверстие может быть глухим или сквозным отверстием (также называемым сквозным отверстием или отверстием с зазором ). Глухое отверстие - это отверстие, которое расширяется , просверливается или фрезеруется на заданную глубину без прорыва на другую сторону заготовки. Сквозное отверстие - это отверстие, которое полностью проходит сквозь материал объекта. Другими словами, сквозное отверстие - это отверстие, которое проходит сквозь что-то насквозь. Краны Используемые для сквозных отверстий, как правило, имеют коническую форму, поскольку они будут работать быстрее, а стружка будет выпущена, когда метчик выйдет из отверстия.

Этимология слепого отверстия заключается в том, что сквозь него невозможно увидеть. Это также может относиться к любому элементу, который берется на определенную глубину, точнее говоря, к отверстию с внутренней резьбой (резьбовым отверстиям). Без учета точки сверления глубина глухого отверстия обычно может быть немного больше глубины резьбы.

Существует три общепринятых метода нарезания глухих отверстий:

  1. Обычное нарезание , особенно с нижним отводом
  2. Одноточечная нарезка резьбы , при которой заготовка вращается, а заостренный режущий инструмент вводится в заготовку с той же скоростью, что и шаг внутренней резьбы. Одностороннее наведение внутри глухого отверстия, как и просверливание внутри одного, по своей сути более сложна, чем сделать это в сквозном отверстии. Это было особенно актуально в те времена, когда ручная обработка была единственным методом контроля. Сегодня ЧПУ делает эти задачи менее напряженными, но все же более сложными, чем при работе со сквозными отверстиями.
  3. Винтовая интерполяция, при которой заготовка остается неподвижной, а числовое программное управление (ЧПУ) перемещает фрезу по правильной винтовой траектории для данной резьбы, фрезеровав резьбу.

По крайней мере, два производителя инструмента в США произвели инструменты для нарезания резьбы в глухих отверстиях: Ingersoll Cutting Tools из Рокфорда, штат Иллинойс, и Tooling Systems из Хьюстона, штат Техас, которые представили резьбовые фрезы в 1977 году, устройство для фрезерования больших внутренних резьб в слепых отверстиях отверстия противовыбросовых превенторов нефтяных скважин . Сегодня многие фрезерные станки с ЧПУ могут запускать такой цикл нарезания резьбы (см. Видео о такой нарезке в разделе «Внешние ссылки»).

Одно из применений сквозных отверстий в электронике - технология сквозных отверстий , схема монтажа, включающая использование выводов на компонентах, которые вставляются в отверстия, просверленные в печатных платах (PCB) и припаяны к контактным площадкам на противоположной стороне либо путем ручной сборки. (ручное размещение) или с помощью автоматических установочных машин. [8] [9]

Пинхолы [ править ]

Для использования в других целях, см Пинхол (значения) .

Обскура небольшое отверстие, как правило , осуществляется нажатием тонкого, острый предмета , такие как штифт через легко проникали материал , такие как ткань или очень тонкий слой металла . Подобные отверстия, сделанные другими способами, также часто называют точечными отверстиями. Точечные отверстия могут быть сделаны намеренно по разным причинам. Например, в оптике микроотверстия используются как отверстия для отбора определенных лучей света. Это используется в камерах-обскурах для формирования изображения без использования объектива . [10] Точечные проколы на продуктахупаковка использовалась для контроля атмосферы и относительной влажности внутри упаковки. [11]

Однако во многих областях проколы являются вредным и нежелательным побочным эффектом производственных процессов. Например, при сборке микросхем точечные отверстия в слое диэлектрического изолятора, покрывающем схему, могут привести к выходу схемы из строя. Следовательно, «[чтобы] избежать точечных отверстий, которые могут выступать через всю толщину диэлектрического слоя, обычной практикой является экранирование нескольких слоев диэлектрика с сушкой и обжигом после каждого экранирования», тем самым предотвращая образование сплошных точечных отверстий. [12]

Философия и психология дыр [ править ]

Мелкие выбоины на дорожном покрытии.
Great Blue Hole возле Амбра Кайе , Белиз , подводный водосточный колодец .

Было отмечено, что дыры занимают необычное онтологическое положение в психологии человека, поскольку люди склонны относиться к ним как к материальным и счетным объектам, хотя на самом деле они представляют собой отсутствие чего-либо в другом объекте. [13] Пример такого рассуждения можно найти в текстах Битлз из песни « A Day in the Life » из их альбома 1967 года Sgt. Группа клуба одиноких сердец Пеппера :

Я прочитал сегодня новости, о мальчик:
четыре тысячи дыр в Блэкберне, Ланкашир.
И хотя дыры были довольно маленькими,
Им пришлось пересчитать их все,
Теперь они знают, сколько дыр нужно, чтобы заполнить Альберт-холл. [14]

Ссылка на 4000 дыр была написана Джоном Ленноном и навеяна краткой сводкой новостей Far & Near из того же выпуска Daily Mail от 17 января , которая также послужила источником вдохновения для предыдущих куплетов песни. Под заголовком «Ямы на наших дорогах» в записке говорилось: «В Блэкберне, Ланкашир, на дороге 4000 ям, или одна двадцать шестая ямы на человека, согласно опросу муниципального совета. Если Блэкберн типичен, на дорогах Великобритании два миллиона дыр, а в Лондоне - 300 000 ». [15] Дыры также называют онтологическими паразитами, потому что они могут существовать только как аспекты другого объекта. [13]Психологическая концепция дыры как физического объекта доведена до своего логического предела в вымышленной концепции переносной дыры , представленной в ролевых играх и охарактеризованной как «дыра», которую человек может носить с собой, хранить в ней вещи, и введите себя по мере необходимости. [16]

У некоторых людей есть отвращение к виду неправильных узоров или скоплений маленьких дырок, состояние, называемое трипофобией . [17] [18] Исследователи предполагают, что это результат биологического отвращения, которое связывает трипофобные формы с опасностью или болезнью и, следовательно, может иметь эволюционную основу. [19] [17]

Метафорические дыры [ править ]

Дыры также можно метафорически обозначать как существующие в нематериальных вещах. Например, можно сказать, что о человеке, рассказывающем о событии без важных деталей, есть «дыры в своей истории», а в художественном произведении с необъяснимыми элементами повествования можно сказать, что есть дыры в сюжете . [20] О человеке, который потерпел поражение, часто говорят, что у него «дыра в сердце». Концепция «дыры в форме Бога» встречается в религиозном дискурсе:

Обычно говорят, что у хуманов есть «дыра в форме Бога» в нашей душе. Если вы религиозный человек, вы можете объяснить эту дыру, сказав, что Бог поместил ее туда, чтобы нам было легче принять Его. Если вы натуралист или атеист, вы верите, что дыра в форме Бога находится в нашем разуме, а не в нашей душе. Затем вы ищите причины, по которым концепция Бога могла развиться у нашего вида. [21]

Юникод [ править ]

Дыра Emoji
Символ Юникода для ОТВЕРСТИЯ, U + 1F573 (🕳)

Символ Unicode для HOLE, U + 1F573, был утвержден в 2014 году как часть диаграммы «Разные символы и пиктограммы» в Unicode 7.0, [22] и был частью Emoji 1.0, опубликованного в 2015 году. [23] В качестве графических изображений для смайликов используются В зависимости от платформы, Emojipedia показывает изображения символа дыры, изображенные на различных платформах. [24]

Галерея отверстий [ править ]

  • Яма в земле, вырытая лисой в качестве норы.

  • Отверстие в эвкалиптовом дереве, используемое лорикетами в качестве гнезда.

  • Деревья видны через большую дыру в стволе дерева в Лаосе.

  • Дыра в облаке над Караванком, Словения.

  • Носок с дыркой.

  • Смоделированный вид черной дыры перед Большим Магеллановым Облаком.

  • Первое изображение черной дыры телескопом Event Horizon.

  • Крупный план электронной печатной платы, показывающий выводные отверстия компонентов (позолоченные) с металлизацией сквозных отверстий.

  • Звуковые отверстия, точно вырезанные в поверхности гитары, могут способствовать получению желаемого звука.

  • Первая мировая война мультфильм Ну, если вы знаете лучше «оле, идти к нему по Брюс Бэрнсфатеру , 1915.

  • Дыра в Берлинской стене , 2019 год.

  • Портативный дырокол , используется для изготовления отверстий в бумаге и других подобных материалов.

См. Также [ править ]

  • Кольцо (математика)
  • Депрессия (геология)
  • Закон дыр
  • Синус
  • Туннель

Ссылки [ править ]

  1. ^ "Дырочная история" . Экономист . 2016-06-11 . Проверено 11 февраля 2017 .
  2. ^ "Что на дне самой глубокой дыры на Земле?" . Проверено 17 августа 2016 .
  3. ^ Ричсон, Д .; Драгоценный камень Эйлера: формула многогранника и рождение топологии , Принстонский университет (2008), с. 254.
  4. ^ Арнольд, BH (2013), Интуитивные концепции в элементарной топологии , Dover Книги по математике, Courier Dover Publications, стр. 58, ISBN 9780486275765.
  5. ^ Мункрес, Джеймс Р. Топология. Vol. 2. Река Аппер Сэдл: Прентис Холл, 2000.
  6. ^ a b Данн, Кейси (6 ноября 2009 г.). «Сказка о двух дырах - Creature Cast - изучайте науку в Scitable» . www.nature.com .
  7. ^ Mouritsen, Ole G. (2005). Жизнь - как вопрос жира: новая наука липидомики . Springer. п. 186. ISBN. 9783540232483.
  8. ^ Электронная упаковка: технологии монтажа припоя в KH Buschow et al (ed), Encyclopedia of Materials: Science and Technology , Elsevier, 2001 ISBN 0-08-043152-6 , страницы 2708-2709 
  9. ^ Горовиц, Пол; Хилл, Уинфилд (1989). Искусство электроники (2-е изд.). Кембридж [ua]: Cambridge Univ. Нажмите. ISBN 9780521370950.
  10. ^ Что такое камера-обскура? , pinhole.cz .
  11. ^ Энрике Ортега-Ривас, Влияние обработки на безопасность и качество продуктов питания (2010) m p. 280.
  12. ^ Джеймс Дж. Ликари, Леонард Р. Энлоу, Руководство по технологии гибридных микросхем, 2-е издание (2008 г.), стр. 162.
  13. ^ a b Касати, Роберто; Варци, Ахилле (18 декабря 2018 г.). Залта, Эдвард Н. (ред.). Стэнфордская энциклопедия философии . Лаборатория метафизических исследований, Стэнфордский университет - через Стэнфордскую энциклопедию философии.
  14. ^ "Фотографические впечатления от песен Битлз Арта Кейна", LIFE , Vol. 65, № 12 (20 сентября 1968 г.), стр. 67.
  15. ^ «Далеко и близко: дыры на наших дорогах». Daily Mail (21994). 17 января 1967 г. с. 7.
  16. ↑ Дэвид Зеб Кук, Жан Рабе, Уоррен Спектор, Dungeon Master Guide для AD&D Game (1995), стр. 235.
  17. ^ a b Мартинес-Агуайо, Хуан Карлос; Lanfranco, Renzo C .; Арансибия, Марсело; Сепульведа, Элиза; Мадрид, Ева (2018). «Трипофобия: что мы знаем до сих пор? Отчет о болезни и всесторонний обзор литературы» . Границы в психиатрии . 9 : 15. DOI : 10,3389 / fpsyt.2018.00015 . ISSN 1664-0640 . PMC 5811467 . PMID 29479321 .    Эта статья включает текст Хуана Карлоса Мартинеса-Агуая, Ренцо К. Ланфранко, Марсело Арансибиа, Элизы Сепульведы и Евы Мадрид, доступный по лицензии CC BY 4.0 .
  18. ^ Le, TD; Коул, Джефф Дж .; Уилкинс, Арнольд Дж. (30 января 2015 г.). «Оценка трипофобии и анализ ее визуального осаждения». Ежеквартальный журнал экспериментальной психологии . 68 (11): 2304–22. DOI : 10.1080 / 17470218.2015.1013970 . PMID 25635930 . S2CID 42086559 .  
  19. ^ Милошевич, Ирена; МакКейб, Рэнди Э. (2015). Фобии: Психология иррационального страха . ABC-CLIO . С. 401–402. ISBN 978-1610695763. Проверено 25 октября 2017 года .
  20. ^ "Сюжетная дыра | Определение заговора на английском языке Оксфордскими словарями" . Оксфордские словари | Английский . Проверено 7 сентября 2017 .
  21. ^ Блейки Вермел, Почему мы заботимся о литературных персонажах? (2010), стр. 10.
  22. ^ «Юникод: разные символы и пиктограммы» . Проверено 20 августа 2018 .
  23. ^ «Emoji Version 1.0» . Проверено 20 августа 2018 .
  24. ^ «Emojipedia: Hole» . Проверено 20 августа 2018 .