Proposte di attività

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Attività 1: riconoscere la chiralità

Materiale: due piastrelle a caso
Durata: cinque minuti (?)

Tentare di sovrapporre una piastrella a faccia in su ed una a faccia in giù (faccia grigia in alto).
Riconoscere che questo non si può fare e quindi concludere che lo spettro non ammette assi di simmetria, ovvero è chirale.

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Attività 2: torre di spettri

Materiale: tre o più piastrelle
Durata: 15 minuti

Accostare le piastrelle per traslazione (senza ruotarle). Si può impilare quante piastrelle si voglia... ma se la torre è composta da più di tre piastrelle non si potrà estendere la tassellazione (provare!)

Facoltativo: se non rispettiamo le regole del gioco...

Possiamo costruire due torri infinite, rovesciarne una (grigio in alto), violando quindi le regole del gioco, e accostare le due torri infinite. La striscia che si ottiene può essere replicata in modo da riempire tutto il piano. Top

Attività 3: costruiamo il Mistico

Materiale: due piastrelle di colore diverso
Durata: 5 minuti

Questo particolare e importante accostamento di due piastrelle richiede una rotazione di 30 gradi della piastrella superiore (gialla). Questo abbinamento è stato denominato Mistico e svolge un ruolo cruciale nella dimostrazione della tassellabilità del piano.

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Attività 4: Costruzione degli aggregati di primo livello

Materiale: due piastrelle blu, due gialle, 13 rosse
Durata: 20 minuti

Utilizzando Spettri e Mistici possiamo costruire aggregati che chiameremo Spettro e Mistico di livello 1.

Lo Spettro di livello 1 si ottiene circondando un Mistico (di livello 0) con 7 Spettri disposti come in figura. Rispetto al tassello blu del Mistico e procedendo in senso orario, dal rosa più tenue al rosso, l'angolo di rotazione di ciascuno Spettro è -120, -60, -60, 0, 60, 60, 120 gradi.

Il Mistico di livello 1 poi si ottiene rimuovendo lo spettro più esterno con angolo -60.

Queste costruzioni sono il primo passo di una procedura che si generalizza e che permette di riempire regioni sempre più estese.

Riflessione: Riconoscere che il tassello giallo del Mistico è ruotato rispetto ai tasselli circostanti di un multiplo dispari di 30°. Questa è una caratteristica distintiva di quel tassello.
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Attività 5: Costruzione di uno Spettro (o un Mistico) di livello 2

Materiale: 71 piastrelle di vari colori (Spettro), 62 piastrelle (Mistico)
Durata: 30 minuti



Osservazione: A causa della presenza di una riflessione nel processo di suddivisione definito dagli scopritori, i sottocluster di livello 1 andrebbero posizionati procedendo in senso antiorario anziché orario, con la conseguenza che per ottenere il Mistico di livello 2 si dovrà rimuovere un cluster in alto a destra anziché in alto a sinistra. Top


Attività 6: Costruzione di uno Spettro (o un Mistico) di livello 3

Materiale: 559 piastrelle (Spettro), 488 piastrelle (Mistico)
Durata: ?



Chiaramente non abbiamo un numero sufficiente di piastrelle per costruire un cluster di livello 3, comunque sarebbe interessante anche solo ottenerne la parte centrale composta da un Mistico (di livello 2) e dai due Spettri posizionati immediatamente sopra (ruotati rispettivamente di 60 gradi in un senso e nell'altro senso).

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Attività 7: Il tappabuchi

Materiale: ?
Durata: ?
La costruzione ottenuta con le attività precedenti (per chi se ne fosse accorto) anche se iterata ulteriormente non permette di riempire tutto il piano, ma solo una percentuale dei due terzi (vedi prima riga della tabella a questo link che corrisponde alla firma di Conway [0].), essendo tutto costruito con riferimento agli aggregati di vari livelli corrispondenti al Mistico. Conosciamo tassellazioni con simmetria rotazionale di angolo 180 o 120, ma non con angoli minori, che sarebbero probabilmente più semplici da costruire. Esistono però tassellazioni con simmetria rotazionale di 60 gradi con un vuoto centrale, una di queste prevede il riempimento dell'esterno della corona ottenuta posizionando sei spettri nella seguente configurazione:

La figura di destra si ottiene dalla configurazione di sinistra sostituendo ciascuno spettro, pensato come aggregato di livello zero, con il risultato della suddivisione effettuata rispetto al tassello numero 3 (o aggregato numero 3 del livello precedente) secondo la numerazione della seguente figura
Questo ha lo stesso effetto di aggiungere via via corone di aggregati mistico di livello crescente.
Il buco centrale non è direttamente riempibile, ma permette la seguente interessante procedura:
  1. Individuare quattro worm (due a bassa frequenza, neri, e due ad alta frequenza, bianchi, tutti orientati verso il buco centrale) illustrati nella figura di sinistra qui sotto
  2. Rimuovere tutti i tasselli costituenti i 4 worm
  3. Riposizionare i tasselli ma in modo da rovesciare l'orientazione dei worm (uscenti invece che entranti) (vedi qui e qui)
  4. Si ottiene in questo modo la prima delle due tassellazioni denominate hydra (figura di destra)


In modo analogo si può ottenere la tassellazione hydra numero 2 (vedi qui e qui) rovesciando i worm mostrati nella seguente figura

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