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抛物线反射镜和汽车前灯

科普小知识2022-07-23 15:14:15
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你知道吗?当汽车的前灯开关从亮转到暗时,数学在起作用。具体来说,抛物线原理是在玩把戏。

如果你注意,你会发现车头灯后面的反射镜是抛物线形的。事实上,它们是抛物面(抛物面①是三维空间中绕对称轴旋转形成的曲面)。明亮的光束由位于抛物面镜焦点的光源产生。

因此,光在平行于抛物线对称轴的方向上发射。当光线变暗时,光源改变位置。它不再聚焦,因此,光不会平行于轴传播。现在,近光只上下移动。向上发射的光被屏蔽,因此只有向下发射的近光比远光发射的距离短。

抛物线是一条古老的曲线,由米涅斯斯(约公元前375-325年)发现,当时他试图解决用尺子制作体积是给定立方体两倍的立方体的问题。

几个世纪以来,人类对抛物线有了一些新的用途和发现。例如,伽利略(1564 ~ 1642)证明了射弹的路径是抛物线。今天,人们可以去五金店买一个节能的抛物线形电加热器,它只使用1000瓦,但产生的热量相当于1500瓦的电加热器。

注①:抛物线是一个平面上所有点的集合,这些点与一个称为焦点的固定点和一条称为准线的直线等距。