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两点之间沿直线行走所用时间最少吗?

两点之间走什么路线所用时间最少?你可能会毫不犹豫地说,这还用问吗,当然是走直线!两点之间直线段最短,因而走直线所用时间一定最少。然而,走直线最短是有前提条件的。假如你参加一个探险队,要到某个地方探险,一段是陆路,一段是海路,走直线就不一定最快了。

如果出发点在陆地上,目的地是一座海岛。想要尽快从出发点到达目的地入海点设在哪里比较好呢?假设在平坦的陆地上,探险队可以坐汽车沿直线到达海边;在海面上只能乘坐轮船到达目的地。因为陆地上驾驶汽车行进的速度要比海上轮船的速度快很多,所以,入海点当然要选择多走些陆路、少走些海路的位置,这样尽管走的总路程比沿直线行进稍长一点,但所用时间却会更少一些。因此,在这种情况下,两点之间行进所用时间最少的路线并非是直线。那么是否选择海路最短的地方,也就是正对着海岛的地方入海所用时间最少呢?也不是,因为此时所走路程要比走直线长很多,即使在海上的时间缩短了,但陆上路程太长,所用的总时间也不会最少

那么到底入海点选在什么地方所用时间最少呢?这要通过解一个极值问题来求解。假设入海点到出发点的连线和海岸线的夹角为θ1,入海点到目的地(海岛)的连线和海岸线的夹角是θ2(均指小于90˚的角,如图)。如果在陆上的行进速度为v1,在海上是v2,则最佳入海点的选择应满足

光的折射也是同样的道理。光在不同介质中的传播速度不一样,所以光线在通过不同介质时一般也不是沿直线传播的。光在空气中的传播速度比水中的传播速度快,所以,一束光射入水中的某点,光束在水中经过的路径和在空气中的路径也不是成一直线。这就是我们看到的光的折射现象,上面的公式就是光的折射定律,其中v1是入射光速,v2是折射光速,θ1是入射角的余角,θ2是折射角的余角。

【发散思维】算一算,迈克耳孙-莫雷实验中光线垂直于以太风方向一个来回所花的时间是多少?

【本文关键词】调和平均 行程问题