数学问题-反射定律&折射定律的向量形式推导

简介: 数学问题-反射定律&折射定律的向量形式推导

说明

      近期项目中有光线反射和折射的相关知识点,涉及到其向量形式,有些遗忘,因此进行了一轮公式推导工作,为了便于后期查看,整理在文章中。

      本文主要针对反射定律和折射定律的向量形式,进行公式推导,以加深记忆和理解。

反射定律

向量形式公式:

      假设A为入射光单位向量,B为反射光单位向量,N为法线单位向量,则有如下公式成立:

证明:

      假设是入射光在法线上的投影且方向向下,是反射光在法线上的投影且方向向上,是入射光在界面上的投影且方向向右,是反射光在界面上的投影且方向向右,是入射角,是反射角。

      根据反射定律知,入射角等于反射角,则有:

      又有:

      不难知道和相等,和方向相反数值相等,所以有:

      得证。

折射定律

向量形式公式:


      假设A为入射光单位向量,B为折射光单位向量,N为法线单位向量,n1是入射区的折射率,n2是折射区的折射率,则有如下公式成立:

证明:

      假设是入射光在法线上的投影且方向向下,是折射光在法线上的投影且方向向下,是入射光在界面上的投影且方向向右,是折射光在界面上的投影且方向向右,是入射角,是折射角。

      根据折射定律知,则有:

      考虑到A2和B2平行且方向一致,有:

      由勾股定理得:

      进而得:

      结合折射定律得出:

   代入得:

      合并得:

      又因为得:

得证。

      以上就是反射定律&折射定律向量形式的公式推导过程。

      如果文章帮助到你了,可以点个赞让我知道,我会很快乐~加油!

相关文章
|
算法 定位技术 vr&ar
一文了解PnP算法,python opencv中的cv2.solvePnP()的使用,以及使用cv2.sovlePnP()方法标定相机和2D激光雷达
一文了解PnP算法,python opencv中的cv2.solvePnP()的使用,以及使用cv2.sovlePnP()方法标定相机和2D激光雷达
7306 0
一文了解PnP算法,python opencv中的cv2.solvePnP()的使用,以及使用cv2.sovlePnP()方法标定相机和2D激光雷达
|
机器学习/深度学习 编解码 资源调度
正交时频空间调制:离散Zak变换方法——论文阅读笔记
本文提出基于离散Zak变换(DZT)的正交时频空间(OTFS)调制新方法,通过DZT统一构建OTFS收发框架,揭示其在时延-多普勒域的输入输出关系,简化系统分析并深化对分辨率与脉冲设计的理解,为高移动性通信提供高效解决方案。
770 0
|
人工智能 物联网 UED
Soundwave:语音对齐黑科技!开源模型秒解翻译问答,听懂情绪波动
Soundwave 是香港中文大学(深圳)开源的语音理解大模型,专注于语音与文本的智能对齐和理解,支持语音翻译、语音问答、情绪识别等功能,广泛应用于智能语音助手、语言学习等领域。
1445 13
Soundwave:语音对齐黑科技!开源模型秒解翻译问答,听懂情绪波动
|
Ubuntu Linux 开发者
在家闲的无聊?教你们做个Linux系统
你可以不用下载也能体验一把ubuntu系统,然后在决定用不用,很照顾各种新人朋友,而且支持中文,有兴趣的用户可以搜索尝试了解一下。
|
人工智能 自然语言处理 搜索推荐
浪潮信息 Yuan-embedding-1.0 模型登顶MTEB榜单第一名
浪潮信息Yuan-Embedding-1.0模型在C-MTEB评测基准中荣获Retrieval任务第一名,推动中文语义向量技术发展
2998 7
浪潮信息 Yuan-embedding-1.0 模型登顶MTEB榜单第一名
|
小程序 前端开发 Java
社区生鲜团购小程序
社区生鲜团购小程序
1447 0
【Flutter】状态管理:Provider状态管理
【Flutter】状态管理:Provider状态管理
741 0
|
Unix Shell Linux
在Linux中,什么是Bash脚本,并且如何使用它。
在Linux中,什么是Bash脚本,并且如何使用它。
|
算法 Python
快速傅里叶变换(FFT)在NumPy中的使用
【4月更文挑战第17天】本文介绍了如何在Python的NumPy库中使用快速傅里叶变换(FFT)进行频率分析。FFT是数字信号处理的关键技术,用于从时域信号中提取频率信息。NumPy的`numpy.fft`模块提供了一维、二维及多维FFT的实现,简化了在Python中的操作。文中通过示例展示了如何进行一维和二维FFT计算,并绘制频域信号的幅度谱。了解FFT及其在NumPy中的应用,有助于在信号处理和图像分析等领域进行高效工作。
|
传感器 监控 安全
试试这些局域网监控软件,绝对神器
发现几款局域网监控神器:WorkWin提供权限分配、员工行为监控、时间统计及远程管理;PRTG Network Monitor以直观界面实时监控网络状态;Wireshark深度分析网络数据包,助你轻松管理网络环境,提升效率和安全。
653 0

热门文章

最新文章