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【中学物理王超群】旋转抛物面能把光完美会聚到一点么?
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【初中物理系统课程(课外补充内容)】 我在之前的视频中讲过球差(参见BV1n8411a7F8),说的是球面透镜不可能把光束完美会聚于一点,那我们就会很自然地想到,其他形状的折光面能否做到呢? 很遗憾,也不能。那期视频评论区的很多同学提到的旋转抛物面(降一个维度来说就是抛物线)也不能。抛物面只是能把平行于主光轴的光束完美反射到一个点上(这一点高中解析几何中肯定会学到),注意是反射不是折射,而且只对平行于主轴(对称轴)的平行光束有效,这些我在本视频中均做了说明和演示。 至于笛卡尔卵形线,也只对主光轴上一些特定位置的物点完美成像,大多数位置仍然不行——可惜的是限于自身软件水平,没能很好地演示出来(录屏的时候桌面上的另一个ggb还忘播了,后续补到P2吧),更没能借助软件进一步把这些共轭位置给找出来。我猜可能是笛卡尔卵形线次数太高(4次),导致小软件在高精度计算时溢出或是其他bug,可以看到P2中移动像点时,折射光线莫名消失了。 我想,大部人分所设想的理想会聚指的应该是“没有一丝瑕疵”的完全的理想会聚,应该是说:不论是否傍轴,物方的任意一点发出的任意宽度的光束均能在像方无任何误差地会聚于唯一一点。如果真是这样苛刻的要求,我可以很肯定地告诉大家,这是不可能的。至于评论区提到的齐明点,也只是个别位置会有的共轭点,也不是所有位置,而且还需要以“先消除轴上球差”为前提。 这些内容说是初中知识的延申与补充,实际上已经远远超出了中学的难度和范畴,对于初中生来说,这里浅显地补充出来,意义也仅仅是让大家从“不知道自己不知道”进入到“知道自己不知道”的阶段,至于后续能不能让自己知道,还要靠大家自己的学习热情和能力,毕竟很多东西我也不知道,只能帮你到这里了。 本期视频本来不在计划之内,没打算发,只是昨晚在本站做了个直播首秀(回放参见BV1nV4y137Df),完了后台系统通知我说为奖励我开通直播,接下来几天内发视频会有一定程度的流量扶持(一定程度,哈哈),所以本期完全是“蹭流量”之作,所以语言没有事先考究,比较随意,很接近昨晚直播时的状态(可能也是惯性还在),后续剪辑也没太上心。感兴趣的将就着看,有误之处欢迎大家指出。
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