1 引言 近日在网上检索资料,看到有文献在讨论自行车尾灯角反射器中光路,这种探讨多数是将三维角反射器转化为二维直角反射器来讨论。这种方式虽然便于理解,但是模型建构与实际物理情景毕竟不符。 微主试着从立体几何的角度来还原自行车尾灯角反射器中的光路,发现效果还算不错。 2 建模 在几何画板中先构建一个可以旋转空间坐标系,然后在空间坐标系的基础上构建出立方体,将立方体的一个角对应的三个面作为角反射器的三个反射面。 在立方体中构建一条入射点在xy平面的入射光线,确定其在在xy平面上的反射面,然后利用三角形相似确定出反射光线在xz平面上的入射点。 同理,可以绘制出光线在其余反射面上的入射点及其反射光路。如此这般,就绘制出了入射光线在角反射器中的完整光路。 模型建构 3 应用 由于这一切都是在旋转空间坐标系上建构起来的,当你旋转这个空间坐标系的时候,在其上搭建的一切都跟着旋转起来,而且其中的空间位置关系保持不变。 观察角度1 观察角度2 观察角度3 如此这般,我们就可以从任何一个角度来观察光线在自行车尾灯角反射器中的传播路径了。 无论从哪个角度观察,都能发现,入射光经过三个反射面依次反射后,传播方向都改变了180°。 4 感悟 每多掌握一项教育技术,就能多开辟一个新的研究领域,也就能更进一步地感受到自然科学的神奇。 |
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