為大家整理的《 物理知識:時間最短》,供大家參考。
看來,光線是一個最珍惜時間的專家。盡管它本身的速度那么快,達(dá)到300000千米/秒,誰也不可能與它相媲美,但它仍然分秒必爭。
有時候,人們也把光線稱作為“消防隊(duì)員”,因?yàn)?,救火必須要分秒必爭的?BR> 現(xiàn)在,我們就來看一個例子:一名消防隊(duì)員正在水里游泳,忽然發(fā)現(xiàn)岸上一幢房子著火了,他必須以最短的時間趕到現(xiàn)場,他應(yīng)該按一直的方向游去并上岸呢?還是采取一個折線的辦法呢?
答:由于水中的速度慢,陸地上跑得快,所以盡量減少水中的路程,而加大陸地上的路程。但是水中取最短的路程(比如取與岸邊垂直的距離,這時水中距離最短)那樣就會使陸地上的路程太長,這樣也并不節(jié)約時間。因此要選一個合適的角度,也就是:
入射角的正弦水中的速度
折射角的正弦陸地上速度
當(dāng)然這個例子是從密介質(zhì)到疏介質(zhì)的情況。
如果把這個例子變?yōu)楣饩€的折射原理,那么,光線的折射也是為了達(dá)到以最短的時間達(dá)到另一介質(zhì)中的某一點(diǎn)。它們的關(guān)系式可以寫為:
光在真空中的速度 c
光在介質(zhì)中的速度 v
其中 n為某一物質(zhì)的折射率。
假如兩種物質(zhì)的折射率分別為 n1和 n2,光在它們中間的速度為 v1和 v1,光線由 n1到 n2時入射角為α1,折射角為α2
這就是光的折射定律的公式。