Je kan zelf de achtergrondkleur van de pagina instellen. 

     Home of Terug naar Intro fractals


INFO 1

Ooit was een fractal iets waar alleen wiskundigen zich mee bezighielden. Op de computer gemaakte fractals zijn niet alleen wiskundig interessant maar ook plezierig om naar te kijken. Hier komen kunst en wetenschap samen.

Een fractal kan het best omschreven worden als een complexe wiskundige figuur (op het eerste gezicht een chaotisch patroon) met een zeer simpele basis: een eenvoudige formule en met 3 bijzondere karakteristieke eigenschappen:

  • Zelfgelijkvormigheid of self-similarity: Onderdelen van de figuur hebben ongeveer dezelfde vorm als de figuur zelf, maar op kleinere schaal. Hoewel er bij vergroting steeds nieuwe details veschijnen, keren er steeds vaste patronen in de fractals terug.
  • Fractale of gebroken dimensie: In tegenstelling tot niet-fractale objecten is de dimensie van een fractaal object geen geheel getal. De dimensie van een punt is 0, en van een lijn 1. Een fractal bestaande uit een oneindige verzameling punten langs een lijn heeft een dimensie tussen 0 en 1, bijvoorbeeld 0,5.
    Alle ons bekende voorwerpen hebben drie dimensies. Als we deze voorwerpen vast leggen op film of foto worden ze tweedimensionaal. Wiskundig gezien kent men ook nog eendimensionale voorwerpen. In de analytische meetkunde goochelt men met n-dimensionale ruimten. De dimensie van fractals is echter een rationaal getal.
  • Iteratie of herhaling: Een fractal is het resultaat van een in principe oneindige iteratie. Dit betekent dat de fractal zichzelf zal herhalen als je er verder op inzoomt. Deze eigenschap heeft ook nog andere gevolgen: als men slechts een stukje kent van een fractal, kan men hieruit de volledige fractal terug verkrijgen. Men begint met een basispunt. Men voert hier een doorgaans zeer simpele functie op uit, waarna men het verkregen getal terug als beginwaarde neemt enzovoort. Bekende voorbeelden hiervan zijn fractals die van een eenvoudige meetkundig figuur vertrekken en door herhaling tot bijvoorbeeld een varenblad komen.
De term 'fractal' is afgeleid van het Latijnse fractus (gebroken) en werd in 1975 voor het eerst gebruikt door Benoît Mandelbrot. Wiskundige objecten met fractale eigenschappen werden reeds op het einde van de 19de en in het begin van de 20ste eeuw (lees hier een korte geschiedenis) ontdekt door wiskundigen o.a. Karl Weierstrass, Helge von Koch, Georg Cantor, Henri Poincaré en Gaston Julia.

Jonathan Swift (1667-1745) schreef in On Poetry onderstaand gedicht

A Rhapsody:

So, naturalists observe, a flea
Hath smaller fleas that on him prey;
And these have smaller still to bite ‘em;
And so proceed ad infinitum.

  • Bij wiskundige fractals herhaalt een motief zich oneindig vaak. In de wiskunde noemt men deze eigenschap 'zelf-gelijkvormigheid'. Hierdoor hebben sommige van deze fractals heel verrassende eigenschappen.

De geologie zit vol met fascinerende patronen. Vele eeuwen lang hebben mensen er met veel verbazing naar gekeken. Tegenwoordig kunnen we deze structuren nu ook beschrijven, meten en zelfs namaken. De fractaltheorie, een wiskundige theorie over patronen die zich herhalen als je verder inzoomt, is hier een sprekend voorbeeld van.

Herkenning van fractals geeft inzicht in deze structuren. Je kan ze overal om je heen bewonderen. Je moet alleen weten hoe ze werken en eruit kunnen zien. Je krijgt een beter begrip van allerlei schijnbaar chaotische beelden. Daarom hebben fractals toepassingen die uiteenlopen van patroonherkenning door computers tot aan de kansrekening.

Broccoli romanesco
  • Wanneer je een stukje van de Broccoli romanesco of groene torentjesbloemkool bekijkt door een vergrootglas ontdek je al snel dat kleine stukjes ervan sterk gelijken op het grotere geheel. Elk stukje is opgebouwd uit dezelfde soort stukjes. Verhoog je de vergrotingsfactor dan wordt het verschijnsel nog wonderlijker, want hoe dichtbij je ook inzoomt, het detail dat je bekijkt zal altijd sterk gelijken op het geheel.

  • Bekijk eens een sneeuwkristal met een steeds sterkere uitvergroting. De sneeuwkristal blijft steeds dezelfde zeshoekige symmetrie vertonen.
  • Rijm op de takken van een boom benadert ook deze 'zelfgelijkvormigheid'.
Adelaarsvaren
  • In een varen kun je een fractal herkennen! De hele varen heeft dezelfde soort vorm als een van zijn bladeren. Zo’n blad bestaat ook weer uit blaadjes van dezelfde vorm. De blaadjes die bij de punt van de tak zitten groeien ook weer langzaam uit. Op die manier waaiert een varen naar alle kanten uit en wordt steeds fijner en gedetailleerder.
  • Ook een boom is een goed voorbeeld van een fractal. Een boom bestaat uit een systeem van zich herhalende patronen, beginnend met een centrale stam, overgaand in dikke takken, splitsend in dunnere takken, die op hun beurt overgaan in twijgjes en uitmonden in bladeren boven de grond en haarworteltjes onder de grond. Op het einde van de bladeren en de haarworteltjes vindt de wisselwerking met de omgeving plaats. Er gaat energie, materie en informatie van buiten naar binnen en omgekeerd.

Droste effect
Bekijk HIER enkele korte videofragmenten

  • Misschien heb je al wel eens gehoord van het ‘Droste effect’. Op de cacaodozen van Droste staat een tekening afgebeeld van een vrouw met een dienblad en een cacaodoosje. Als je de afbeelding op dat cacaodoosje uitvergroot, zie je weer precies dezelfde afbeelding van een vrouw met een dienblad en een cacaodoosje! En ook op dat cacaodoosje staat weer een afbeelding van een vrouw met een dienblad en een cacaodoosje ... Ook fractals hebben zo'n 'Droste effect'.
Stapelwolken
Gletsjer Perito Moreno (Argentinië)
Kustlijn Gr.Brittanië
Satellietfoto van een rivier
Bliksem
Bast van een boom
Melkwegstelsel
Pseudogrammoceras (ammoniet)
  • De vormen van wolken, gebergtes, kustlijnen, rivieren, de bliksem, het melkwegstelsel en heel veel objecten in de natuur benaderen deze 'zelfgelijkvormigheid'.
    Grote Afbeeldingen kijk HIER.
Interessante links
http://members.home.nl/turmel/Over%20Fractals.html

http://home.tiscali.nl/bcurfs/homepage/fractals/fractals-d.htm

http://fractalanimation.com
http://www.fractal-recursions.com

                 TOP