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利用费马原理证明光的反射定律及折射定律 用费马原理证明光的直线传播定律

2020-10-02知识12

高中物理光速的公式n=C/v的条件和推论? 这条公式要用到大学基础光学的内容费马原理来推导.用费马原理还能证明光的直线传播定律、光的反射定律、光的折射定律.而这些推导过程要用到高等数学的微积分.如果你还是个高中生,那就把这个问题留到大学再解决吧.如果你是个大学生,等学到基础光学了会讲到的.PS:这个公式没有什么条件.

利用费马原理证明光的反射定律及折射定律 用费马原理证明光的直线传播定律

什么是等光程原理 等光程原理(费马原理)是最短光时线可以有多条,例如光线从椭圆面焦点A经过反射到另一焦点B,可以有无数条路径,但所有这些路径的光线传播时间都相等。费马原理是几何光学。

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如何运用费马原理证明光的反射定律和光的折射定律? 运用2113费马原理证明光在反射和折射5261的过程中从一点到另一点所用4102的时间或走的路程比其他任何路1653径都要短。反射时,可以作出光源关于反射面的对称点,再将它和反射后经过的任意一点连起来,则这条线段的长度就是光所走的路程,可以用三角形两边之和大于第三边的原理证明光只有在这条线段与反射面之间的交点反射走的路程才最短,而在这点反射时,入射角和出射角是相等的。折射的道理一样,只不过要考虑光速的变化,你可以通过相应地按光在两种介质中的速度比例改变光在一种介质中的路程,再同样地通过几何学推证。反射定理考虑由Q发出经反射面到达P的光线.相对于反射面取P的镜像对称点P’,从Q到P任一可能路径QM’P的长度与QM’P’相等.显然,直线QMP’是其中最短的一根,从而路径QMP长度最短.根据肥马原理,QMP是光线的实际路径.折射定律考虑由Q出发经折射面折射到达P的光线.作QQ’与PP’平行,故而共面,我们称此平面为Ⅱ.考虑从Q经折射面上任一点M’到P的光线QM’P.由M’作垂足Q’、P’联线的垂线M’M,不难看出QM’,PM’,既光线QM’P在Ⅱ平面上的投影QMP比QM’P本身的光程更短.可见光程最短的路径应在Ⅱ平面内寻找.假设QQ’=h1,PP'=h2,。

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光为什么沿直线传播? 最直接的解释是费马原理,简单说来光在任意介质中从一点传播到另一点时,沿光程最短的路径传播.光程就是几何距离和介质折射率的乘积,如果是均匀介质,折射率点点相同,那么就沿几何路程最短的路径传播,两点之间线段最短,所以光在均匀介质中要从一点传到另一点会以直线传播.费马原理是几何光学中的一条重要原理,由此原理可证明光在均匀介质中传播时遵从的直线传播定律、反射和折射定律,以及傍轴条件下透镜的等光程性等.你还可以试试这个原理证反射定律,折射定律等光学简单问题,你会发现入射角等于出射角时确实路程最短另附 费马原理的一点解释(摘自知道 关于费马原理的提问)费马原理说的是光线总是沿着光程最平缓的路径传播,即对〔L]的变分为0.平时我们常常简单地表述为光程是最短的,有时说光走的时间最短.费马原理是对光沿直线传播,光的反射和折射定律的总结.即,我们可以由费马原理导出光的直线传播及反射和折射定律.补充一下:上述的光程最短,以及时间最短,都是不完整的表述,但这是费马本人原来的表述,它不是十分准确的.

利用费马原理证明光的反射定律及折射定律 费马原理是几何光学中的一条重要原理,由此原理可证明光在均匀介质中传播时遵从的直线传播定律、反射和折射定律,以及傍轴条件下透镜的等光程性等。该原理说,若光线在介质中沿某一路径传播,当光线反向时,必沿同一路径逆向传播。费马原理规定了光线传播的唯一可实现的路径,不论光线正向传播还是逆向传播,必沿同一路径。因而借助于费马原理可说明光的可逆性原理的正确性。光在任意介质中从一点传播到另一点时,沿所需时间最短的路径传播。折射定律(law of refraction)或 斯涅尔定律(Snell's Law)。折射定律:光线通过两介质的界面折射时,确定入射光线与折射光线传播方向间关系的定律,几何光学基本定律之一。如图,入射光线与通过入射点的界面法线所构成的平面称为入射面,入射光线和折射光线与法线的夹角分别称为入射角和折射角,以θ1和θ2表示。折射定律为:①折射光线在入射面内。②入射角和折射角的正弦之比为一常数,用n21表示,即式中n12称为第二介质对第一介质的相对折射率。

用费马定理证明光的折射定律 反射定理考虑由Q发出经反射面到达P的光线.相对于反射面取P的镜像对称点P’,从Q到P任一可能路径QM’P的长度与QM’P’相等.显然,直线QMP’是其中最短的一根,从而。

为什么光会沿光程最短的路径传播? 首先先明确光程的概念,光程并非所谓两点之间距离,而是“在相同时间内光线在真空中传播的距离”,在非真空的介质中,光程等于介质相对折射率乘以光在介质中传播的路程。如果不好理解,可以理解为:光会沿传播所耗时间最短路程传播。然而到这里为止,以上的说法,在没有边界条件的情况下,都是错的…下面我们来解释正确的东西:首先几何光学三大公理:光在处于无引力影响的均匀介质内沿直线传播,简称光沿直线传播弱光在线性条件下可穿越另外一束光而不发生干涉,简称光的独立传播光的反射和折射,符合反射折射定律。这些公理的存在,建立于,至今为止无人发现事实证明他们错误,并发现更多事实去证明他们是正确的。然后请出你所谓“光会沿光程最短的路径传播”的始作俑者:费马原理费马原理的具体表述为:光沿着所需时间为平稳的路径传播,或者说,光线传播的路径所需的时间可能不是最小值,而是最大值,或甚至是拐值。对,没错。这个表示和光会沿光程最短的路径传播八竿子打不到一起…如果你要问费马是怎么得出这个原理的—我可以告诉你,这是事实上只是他是用实验结合未成熟的微积分得到的实验经验…也就是说,费马原理最初被提出,没有办法被严格证明,。

费马原理的原理 费马原理(Fermat's principle)最早由法国2113科学家皮埃5261尔·德·费马在1662年提出:4102光传播的路径是光程取1653极值的路径。这个极值可能是最大值、最小值,甚至是函数的拐点。最初提出时,又名“最短时间原理”:光线传播的路径是需时最少的路径。费马原理更正确的称谓应是“平稳时间原理”:光沿着所需时间为平稳的路径传播。所谓的平稳是数学上的微分概念,可以理解为一阶导数为零,它可以是极大值、极小值甚至是拐点。扩展资料:用微分或变分法可以从费马原理导出以下三个几何光学定律:1、光线在真空中的直线传播。2、光的反射定律-光线在界面上的反射,入射角必须等于出射角。3、光的折射定律(斯涅尔定律)。最短光时线可以有多条,例如光线从椭圆面焦点A经过反射到另一焦点B,可以有无数条路径,所有这些路径的光线传播时间都相等。参考资料来源:-费马原理

利用费马原理证明光的反射定律及折射定律 对反射定律的证明:费马定理的定义是光总是走光程极值路线,一般都是极小值。对于光从A到B点的反射来说,如果反射点为C,光线走过。

如何用费马原理证明光的反射定律? 如何用费2113马原理证明光的反射定律的回答如下:1、方5261法:1)首先是假设是在4102均匀介质中,只1653有反射光线在入射光线和法线的平面内才可能按照最小光程传播,因为任何反射光线路径都不小于它在此平面内的投影.2)可以第二步是设入射光线和反射光线分别过A、B点,在反射面同侧,作C点与A点沿反射面对称,连接BC交反射面于D点,易证AD=CD,然后由于两点之间直线最短,可以知道ACB是最短光程路线,而且符合反射定律,这样即可证明。2、相关内容:费马原理最早由法国科学家皮埃尔·德·费马在1662年提出:光传播的路径是光程取极值的路径。这个极值可能是最大值、最小值,甚至是函数的拐点。最初提出时,又名“最短时间原理”:光线传播的路径是需时最少的路径。费马原理更正确的称谓应是“平稳时间原理”:光沿着所需时间为平稳的路径传播。所谓的平稳是数学上的微分概念,可以理解为一阶导数为零,它可以是极大值、极小值甚至是拐点,费马原理可以证明光的反射原理。3、英文表示:Fermat principle

#费马原理#数学#折射定律

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