淺析車燈線光源的計(jì)算本科畢業(yè)論文(參考版)
2024-08-31 08:24本頁(yè)面
【正文】 最后將本文理論與實(shí)際進(jìn)行了對(duì)照，說明了本理論在實(shí)際中的可用性以及其不足之處，進(jìn)而又提出了未來車燈發(fā)展的一點(diǎn)看法。本文依據(jù)光的直線傳播，反射，折射定律以及光路可逆原理，將車燈線光源和旋轉(zhuǎn)拋物面合理簡(jiǎn)化為便于分析計(jì)算的物理模型。參考文獻(xiàn)[1] 趙凱華，鐘錫華. 光學(xué)（上冊(cè)）【M】. 北京：北京大學(xué)出版社，1984.[2] 胡玉禧,安連生. :中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)出版社,.[3] 馬文淦. 計(jì)算物理. 合肥:中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)出版社,.[4] [美],鄧建松,彭冉冉翻譯. :科學(xué)出版社,.[5] 孟道驥. 高等代數(shù)與解析幾何(下).北京:高等教育出版社,1999.[6] 楊永發(fā)主編,楊永發(fā),籍明文,張崇歧,張志海,金少華. :南開大學(xué)出版社,.[7] 哈里德D,. 物理學(xué),:上海科技出版社,1978.[8] 張三慧. 大學(xué)物理學(xué)(第四冊(cè)) 波動(dòng)與光學(xué)(第二版).北京:清華大學(xué)出版社,.[9] 《數(shù)學(xué)手冊(cè)》編寫組. 數(shù)學(xué)手冊(cè)【M】. 北京：人民教育出版社，1979.[10] 【J】.[11] Gerhard Lindae. Improvements of LowBeam Pattern by use of Polyelipsoid Headlamps【J】 SAE Tech,Paper ,1985.[12] Computing:Theory and York:Van Nostrand Reinhold,1989.[13] Jenkins ,White of York:Mc GrawHill, 1976.[14] 汽車前照燈配光性能GB 4599－94.摘 要汽車前照燈分為“近燈”“中燈”和“遠(yuǎn)燈”三個(gè)檔位，近光的距離取的是汽車前照燈正前方的一恒定距離（國(guó)際通用的標(biāo)準(zhǔn)為25米遠(yuǎn)）。同時(shí)，我們是否可以換一個(gè)角度來思考問題？我們是否可將車燈線光源沿旋轉(zhuǎn)拋物面的中心對(duì)稱軸放置，而拋物反射面則由焦距不同的旋轉(zhuǎn)拋物面組成。而當(dāng)是在市區(qū)的行駛的車量，由于人流比較密集，所以也應(yīng)使光線較強(qiáng)，應(yīng)用短光源。為降低車頭的空氣阻力，進(jìn)而改善油耗情況，如今設(shè)計(jì)的汽車前照燈均為傾斜安置的，這樣會(huì)使近光距離處的配光性能產(chǎn)生變化，光強(qiáng)分布也會(huì)改變，進(jìn)而影響亮區(qū)的形狀。對(duì)最后一個(gè)問題的求解，本文給出了詳細(xì)的計(jì)算過程以及滿足相應(yīng)的反射光亮區(qū)的方程組。同時(shí)就該問題，本文采用了三種方法求解體現(xiàn)了思維的多樣性，也體現(xiàn)了物理學(xué)之美。但由物理光學(xué)理論，成束光線的傳播必然存在干涉衍射等因素的影響，而光線射出前照燈之前的反射與投射、鹵素?zé)魞?nèi)用來延長(zhǎng)燈絲壽命的氣態(tài)碘等這些因素也必然會(huì)削減光波的能量。此方法能夠大大節(jié)省計(jì)算量，使計(jì)算量至少降低了一個(gè)數(shù)量級(jí)。即：如果把屏上點(diǎn)N當(dāng)作點(diǎn)光源時(shí)沒有光線照射到線接收器上，那么線光源發(fā)出的光也就不會(huì)落在點(diǎn)N上。我們也深深體會(huì)到，在物理學(xué)中，解決一個(gè)問題沒有數(shù)學(xué)這一工具和計(jì)算機(jī)這一高科技的產(chǎn)物是寸步難移的。小結(jié)本文對(duì)問題的解答重在物理思想的應(yīng)用，而對(duì)計(jì)算量較大需借助計(jì)算機(jī)解決的問題則未繼續(xù)深入。設(shè)反射光線上任一的坐標(biāo)為（x，y，z）點(diǎn)其遮擋部分與旋轉(zhuǎn)拋物面的交點(diǎn)由方程組 ⑾（其中只需將上式的中的25015用y代替既可）所得的點(diǎn)中去掉入射點(diǎn)而得到。設(shè)反射光線與測(cè)試屏交點(diǎn)為，則反射光線與入射光線以及法線應(yīng)滿足以下條件：⑴ 入射角α等于反射角β，故此時(shí)入射光線的單位向量為法向量的單位向量為反射向量的單位向量為由于，所以，由此可得方程⑵ 反射光線與法線以及入射光線在同一平面內(nèi)．因?yàn)槿龡l線有一個(gè)公共交點(diǎn)，所以只需其中一條直線的向量與另外兩條直線所組成平面的法向量垂直即可．其中入射光線與法線組成平面的法向量為，因?yàn)榕c垂直，所以，即，由此可得方程。如圖⑾所示。則，F(xiàn)（15，0），B1（15，2），B2(15，2)，D1(，36)，A(25015，0)。則，線光源在測(cè)試屏上直射光亮區(qū)的區(qū)域?yàn)閮砂雸A：和兩條直線，所圍成的區(qū)域。圖 ⑼圖 ⑻點(diǎn)光源B1，B2，F(xiàn)發(fā)出的光線通過上邊緣D點(diǎn)分別照到測(cè)試屏的DDD3點(diǎn)，通過下邊緣D/點(diǎn)分別照到測(cè)試屏的D1/，D2/，D3/。D，D/分別為拋物線開口上下邊緣上兩點(diǎn)，A點(diǎn)為X軸與測(cè)試屏交點(diǎn)。以頂點(diǎn)O為原點(diǎn)垂直線光源方向?yàn)閄軸建立平面直角坐標(biāo)系。由上兩節(jié)的知識(shí)可知，在測(cè)試屏上直射光的亮區(qū)為半徑相等的多個(gè)圓形亮區(qū)疊加而成的類似小型跑道圍成的區(qū)域。如圖⑺所示，在線光源上任取兩點(diǎn)BB2，O1為Z軸與旋轉(zhuǎn)拋物面開口平面的交點(diǎn)，即車燈開口處圓的圓心。證畢。分別
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