Las
particiones regulares del espacio.
Se trata de recubrir el espacio con poliedros regulares iguales. Todo el mundo
sabe que los cubos iguales tienen la propiedad de poderse colocar apilados
sin que queden huecos. Parece factible la posibilidad de que también
se pueda con alguno de los otros cuatro poliedros regulares.
Actividad
7. Comprueba con cuáles de los poliedros regulares se puede recubrir
perfectamente el espacio.
Tras
realizar esta experiencia hemos comprobado que los poliedros regulares que
recubren el espacio son menos de los deseados. Habría sido bonito formar
una estructura ilimitada de dodecaedros iguales, en la que se
juntaran cuatro en cada vértice, en cada arista se juntarían
tres, cada dodecaedro estaría rodeado de otros doce. Si nos empeñamos
en forzarlo para que eso suceda, montando una estructura de varillas según
las aristas de dodecaedros, nos obligaría a ir aumentando la longitud
de las varillas conforme fuéramos poniendo otra capa más de
dodecaedros que envolviera a las anteriores, podemos pensar que eso va a ser
así indefinidamente, pero si observamos el ejercicio 2, en el que a
un pentágono se le rodeaba de otros cinco, y cada uno de esos cinco
pentágonos estaba rodeado de otros cinco, vimos que sólo se
necesitaban 12 pentágonos para completarlo, aunque, eso sí,
los más exteriores estaban muy deformados, muy deformados en una superficie
plana, pero no en una superficie esférica.
En las siguientes actividades haremos la partición del espacio en regiones
espaciales, en la naturaleza eso sucede de forma natural en las burbujas,
nosotros experimentaremos el partir el espacio en compartimentos mediante
estructuras que construiremos con los tubitos de los bastoncitos de algodón
y alambre muy fino que pasamos por dentro de esos tubitos.
Tras realizar estas actividades hemos descubierto y obtenido los datos que con los que elaboramos esta tabla:
Tabla de las particiones políedro-regulares del espacio.|
Forma
de cada región
|
N.
de caras de cada región
|
Tipos
de ángulos poliedros de las regiones
|
N.
de aristas en cada vértice
|
N.
de regiones en cada vértice
|
Tipo
de geometría
|
Número
de regiones
|
Número de caras
|
Número
de aristas
|
Número
de vértices
|
Conju- |
|
tetraedro
|
4
|
triedros
|
4
|
4
|
esférica
|
5
|
10
|
10
|
5
|
a-a
|
|
tetraedro
|
4
|
triedros
|
6
|
8
|
esférica
|
16
|
32
|
24
|
8
|
b
|
|
tetraedro
|
4
|
triedros
|
12
|
20
|
esférica
|
600
|
1200
|
720
|
120
|
c
|
|
cubo
|
6
|
triedros
|
4
|
4
|
esférica
|
8
|
24
|
32
|
16
|
b
|
|
cubo
|
6
|
triedros
|
6
|
8
|
euclídea
|
infinito
|
infinito
|
infinito
|
infinito
|
d-d
|
|
cubo
|
6
|
triedros
|
12
|
20
|
hiperbólica
|
infinito
|
infinito
|
infinito
|
infinito
|
e
|
|
octaedro
|
20
|
cuatriedros
|
8
|
6
|
esférica
|
24
|
96
|
96
|
24
|
f-f
|
|
dodecaedro
|
12
|
triedros
|
4
|
4
|
esférica
|
120
|
720
|
1200
|
600
|
c
|
|
dodecaedro
|
12
|
triedros
|
6
|
8
|
hiperbólica
|
infinito
|
infinito
|
infinito
|
infinito
|
e
|
|
dodecaedro
|
12
|
triedros
|
12
|
20
|
hiperbólica
|
infinito
|
infinito
|
infinito
|
infinito
|
g-g
|
|
icosaedro
|
20
|
pentaedros
|
20
|
12
|
hiperbólica
|
infinito
|
infinito
|
infinito
|
infinito
|
h-h
|
Particiones
semirregulares del espacio.
De la misma manera que existen mosaicos semirregulares y poliedros semirregulares,
formados con polígonos regulares de dos clases, cuyos vértices
son iguales respecto a las caras que concurren en ellos, también hay
montones de burbujas semirregulares, formados de regiones espaciales que son
poliedros regulares de más de un tipo y cuyos vértices son todos
iguales respecto a las regiones espaciales que concurren en cada uno.
Solamente hay un caso en espacio euclídeo:
- Mediante octaedros y tetraedros, cada octaedro está rodeado de 8 tetraedros,
cada tetraedro está rodeado de 4 octaedros.
Hay dos casos en espacio esférico:
- El formado por 5 regiones octaédricas y 5 regiones tetraédricas,
cada tetraedro está rodeado de 4 octaedros, cada octaedro está
rodeado de 4 tetraedros y 4 octaedros.
- El formado por 600 regiones octaédricas y 120 regiones icosaédricas,
cada icosaedro está rodeado de 20 octaedros y cada octaedro está
rodeado de 4 octaedros y 4 icosaedros.
Caleidoscopios
espaciales.
Caleidoscopio
de espacio euclídeo.
El cubo es el único poliedro regular que tiene la propiedad de poder
recubrir el espacio. Un caleidoscopio de espacio euclídeo consistiría
en una habitación cúbica, cuyas paredes, suelo y techo fueran
espejos planos. El observador debería situarse dentro de ella.
Caleidoscopios de espacio curvo.
Se pueden diseñar caleidoscopios despacio esférico y de espacio
hiperbólico. Tendrían la forma de un poliedro regular con caras
espejos de superficies esféricos, el observador también debería
situarse dentro de ese poliedro. Para caleidoscopio de espacio esférico
sus caras estarían curvadas hacia afuera, como si el poliedro fuese de
goma y estuviera algo inflado. Para caleidoscopio de espacio hiperbólico
sus caras estarían curvadas hacia dentro, como si fuese de goma y estuviese
falto de presión.