Natura · Złoty kąt

Dlaczego słonecznik obraca każde nasienie o 137,5°

Reguła

Obracaj każde nowe nasienie o 137,5°, a pojawi się słonecznik. Zmień kąt o jeden stopień, a wzór się rozpadnie.

Film gra z YouTube po kliknięciu.

Why Does a Sunflower Have 21 and 34 Spirals?

Każde nowe nasienie jest obrócone o 137,5° względem poprzedniego i leży trochę dalej od środka. Ten kąt nigdy nie trafia sam w siebie, więc nasiona nie układają się w rzędy: wypełniają kwiat równo, bez luk i bez ścisku.

Weź jako tapetę, za darmo w 4K →
Demo na żywo · działa w przeglądarce

Spróbuj: zmień regułę

137,5°

137,5° nigdy nie trafia sam w siebie. Żadne dwa nasiona nie leżą na jednym ramieniu, więc równo wypełniają tarczę: to słonecznik.

Dlaczego to działa

Każde nowe nasienie jest obrócone o 137,5° względem poprzedniego i leży trochę dalej od środka. Ten kąt nigdy nie trafia sam w siebie, więc nasiona nie układają się w rzędy: wypełniają kwiat równo, bez luk i bez ścisku.

θₙ = n × 137,508°rₙ = c · √n137,508° = 360° ÷ φ²

Zbuduj to w Pythonie

Python 3 · numpy · matplotlib

1000 nasion, cała reguła w jednej linijce, kolory według numeru nasienia.

golden-angle.py
"""Golden angle: seed n at the angle n x 137.5 degrees and the distance sqrt(n) (Vogel, 1979).
Run: python golden-angle.py   (needs: pip install numpy matplotlib)
"""
import numpy as np
import matplotlib.pyplot as plt

plt.style.use("dark_background")

n = np.arange(1, 1001)  # seed numbers
golden = np.pi * (3 - np.sqrt(5))  # 137.5 degrees in radians: 360 / phi**2
theta, r = n * golden, np.sqrt(n)  # the whole rule

x, y = r * np.cos(theta), r * np.sin(theta)
plt.figure(figsize=(6, 6))
plt.scatter(x, y, s=8, c=n, cmap="viridis")
plt.axis("equal")
plt.axis("off")
plt.show()

# Try: golden = np.radians(144) -> five straight spokes (144 degrees is 2/5 of a turn)

Spróbuj: Zmień golden na np.radians(144) i uruchom jeszcze raz: pięć prostych ramion.

Poznaj ten skrypt linijka po linijce, z zadaniami i quizem → · uruchom go w Google Colab (po angielsku) →

Dla nauczycieli: karta lekcji na 45 minut i karta pracy na trzech poziomach →

Shorty

Źródła