圆锥曲线光学性质(如图1所示)在建筑、通讯、精密仪器制造等领域有着广泛的应用.如图2,一个光学装置由有公共焦点,的椭圆与双曲线构成,一光线从左焦点发出,依次经过与的反射,又回到点历时秒;若将装置中的去掉,则该光线从点发出,经过两次反射后又回到点历时秒.若与的离心率之比为,则__________ .
更新时间:2021-03-23 10:24:40
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【推荐1】如图,一个光学装置由有公共焦点的椭圆C与双曲线构成,一光线从左焦点发出,依次经过与C的反射,又回到点.,历时m秒;若将装置中的去掉,则该光线从点发出,经过C两次反射后又回到点历时n秒,若的离心率为C的离心率的4倍,则_____________ .
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解题方法
【推荐2】如图①,椭圆的光学性质:从椭圆的一个焦点发出的光线,经过椭圆反射后,反射光线经过椭圆的另一个焦点.如图②,双曲线的光学性质:从双曲线的一个焦点发出的光线,经过双曲线反射后,反射光线的反向延长线经过双曲线的另一个焦点.如图③,一个光学装置由有公共焦点的椭圆与双曲线构成,已知与的离心率之比为.现一光线从右焦点发出,依次经与的反射,又回到了点,历时秒.将装置中的去掉,如图④,此光线从点发出,经两次反射后又回到了点,历时___________ .秒
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解题方法
【推荐1】圆锥曲线因其特殊的形状而存在着特殊的光学性质.我们知道,抛物线的光学性质是平行于抛物线对称轴的光线经抛物线反射后汇聚于其焦点;双曲线的光学性质是从双曲线一个焦点发出的光,经过双曲线反射后,反射光线的反向延长线都汇聚到双曲线的另一个焦点上.卡式望远镜就是应用这些性质设计的.下图为卡式望远镜的中心截面示意图,其主要由两块反射镜组成,主镜是中央开孔的凹抛物面镜,副镜是双曲线左支的旋转面型凸双曲面镜,主镜对应抛物线的顶点与副镜对应双曲线的中心重合,当平行光线投射到主镜上时,经过主镜反射,将汇聚到主镜的焦点处,但光线尚未汇聚时,又受到以为焦点的凸双曲面镜的反射,穿过主镜中心的开孔后汇聚于另一个焦点处.以的中点为原点,为轴,建立平面直角坐标系.若米,凹抛物面镜的口径为米,凸双曲面镜的口径为1米,要使副镜的反射光线全部通过凹抛物面镜的中央孔洞,则孔洞直径最小为___________ 米.
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【推荐2】圆锥曲线有良好的光学性质,光线从椭圆的一个焦点发出,被椭圆反射后会经过椭圆的另一个焦点(如左图);光线从双曲线的一个焦点发出,被双曲线反射后的反射光线等效于从另一个焦点射出(如中图).封闭曲线E(如右图)是由椭圆:和双曲线:在y轴右侧的一部分(实线)围成.光线从椭圆上一点出发,经过点,然后在曲线E内多次反射,反射点依次为,,,,…若,重合,则光线从到所经过的路程为______ .
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