Gitter

Gitter-Kugelpackungen

Versucht man, mit gleichgroßen Kugeln (sagen wir: Kugeln mit Radius 1) den Raum R3 auszufüllen, so muss man sich die einzelnen Mittelpunkte notieren. Dies kann viel Aufwand bedeuten - ist aber dann einfach, wenn die Menge der Mittelpunkte ein "Gitter" bildet: Unter einem Gitter versteht man die Menge der Punkte, die sich als ganzzahlige Linearkombinationen von drei linear unabhängigen Vektoren a, b, c schreiben lassen (dann braucht man sich nur die Vektoren a, b, c zu merken).

Zum Beispiel: Die kubische Kugelpackung
(Kepler-Packung)
 

unten
Mitte
oben

Hier ein größerer Ausschnitt des Gitters:


Einsicht: Die kubische Kugelpackung ist hexagonal!

unten
Mitte
oben


Hier ein Puzzle, das mit den verschiedenen Ebenen im Gitter spielt:

"Der verschwundene Raum": 5 Kugelkombinationen mit insgesamt 14 Kugeln sind so in den Kubus zu legen, dass alle Platz finden. Mit 13 Kugeln geht es aber auch, wo ist also der Platz für die 14. Kugel geblieben?


http://www.f-brunner.ch/

(Coffin/Botermans)

Ganz allgemein kann man am Gitteraufbau ablesen, wie bei Kugel-Puzzles einzelne Teile liegen können. Hier einige Möglichkeiten
für die rechtwinkligen Dreier
und für die Metallstangen
beim "Fluch des Pharao"
von Markus Götz


Wie sitzt eine Dreieckspyramide in diesem Gitter?


Die Schnitte mit horizontalen Ebenen sind in verschiedenen Farben markiert: Wie erhalten gerade das erste Dreieckspyramiden-Puzzle.

Hier das kompliziertere Dreieckspyramiden-Puzzle (mit den Steinen 4,3,2,L,T,V):