谁能建立一个数学模型来解决这一问题。(关于光的反射)

来源:百度知道 编辑:UC知道 时间:2024/05/02 08:53:41
如果我要将太阳光(太阳的位置会随着时间变化)用镜子(位置还变,但可以转动)反射到固定的某点(这一点是固定位置不变的)。谁能建立一个数学模型来解决这一问题。
如果我要将太阳光(太阳的位置会随着时间变化)用镜子(位置不变,但可以转动)反射到固定的某点(这一点是固定位置不变的)。谁能建立一个数学模型来解决这一问题。

我不懂什么叫作建立数学模型,所以回答仅供参考。

建立三维直角坐标系,将太阳的运动轨迹P投影在单位圆球x^2+y^2+z^2=1的正半球(z>0)上。设固定的某点为Q。求过坐标原点与平面POQ垂直的平面即可。不妨假设镜面是中心位于坐标原点的单位圆(或者你要的随便什么图形,我只是觉得圆似乎好表示一些)。求出与POQ垂直的平面,即为镜面所在平面。镜面的法向量与角POQ的平分线平行。
当然也可以不将反射点定在原点,但是那样计算好像就比较麻烦了。
画图,然后解析几何上吧。

如下面的简单的图示:

..↘............A
....↘........↗
......↘....↗
........↘↗
.......---
.........O
设太阳的位置为B点,阳光在镜面的O点反射到固定的A点,则BO与AO的夹角(设为2θ)为入射角θ的2倍,当X小时后,太阳运行到了正午,也就是现在的平面镜的法线处,则太阳在X小时转过的角度为θ,太阳的角速度为ω=θ/3600X,由光的反射定律可知,此时平面镜只需转过θ/2的角度就可仍使反射光线照射到A点,所以只需让平面镜的转动角速度是θ/7200X就行了。
因为这个模型实在是太简单了,没有考虑到太阳光本来就与地面不垂直,但这是一个思路,在实际做的时候,应当让平面镜所在平面与入射光线、法线和反射光线所在的平面垂直才行。

利用光路可逆原理,等于就是A点光能照到太阳(假设A有光)

这样可以很容易找到A在镜子的虚像,把虚像和太阳连接,连接线只要通过太阳就可以了。