- Эллипсоид вращения
-
Эллипсо́ид враще́ния (сферо́ид) — это фигура вращения в трёхмерном пространстве, образованная при вращении эллипса вокруг одной из его главных осей.
Термин сфероид для обозначения двух вариантов эллипсоида вращения ввел Архимед: «... мы полагаем следующее: если эллипс при сохранении неподвижной большей оси поворачивается, возвращаясь в исходное положение, то охватываемая им фигура будет называться вытянутым сфероидом (παραμακες σφαιροιδες). Если эллипс поворачивается при сохранении в неподвижности малой оси и возвращается назад, то охватываемая им фигура будет называться сплюснутым сфероидом (επιπλατυ σφαιροιδες).» [1]
Эллипсоид вращения является частным случаем эллипсоида, две из трёх полуосей которого имеют одинаковую длину ():
В частном случае, когда все три полуоси равны, исходный эллипс представляет собой окружность, а эллипсоид вращения вырождается в сферу.
Содержание
Вытянутый эллипсоид вращения
Вытянутый эллипсоид вращения можно также определить как геометрическое место точек пространства, для которых сумма расстояний до двух заданных точек (фокусов) постоянна.
Зеркало в виде вытянутого эллипсоида вращения обладает следующим свойством: лучи света, исходящие из одного из фокусов эллипсоида, после отражения соберутся в другом фокусе.
Сплюснутый эллипсоид вращения
Сплюснутый эллипсоид вращения можно также определить как геометрическое место точек пространства, для которых сумма расстояний до ближайшей и до наиболее удалённой точки заданной окружности постоянна.
Основные формулы
- Площадь поверхности:
- (для сжатого)
- (для вытянутого)
- Объём:
Здесь - угловой эксцентриситет:
-
- (сжатый)
- (вытянутый)
- (sin(oε) часто выражается как эксцентриситет, "e")
- (сжатый)
Примеры
Форма Земли — в хорошем приближении представляет собой сплюснутый эллипсоид вращения с .
Применение
Свойство вытянутого эллипсоида вращения отражать лучи, направленные в один из фокусов, в другой фокус, используется в телескопах системы Грегори и в антеннах Грегори.
Примечания
- ↑ L. Russo The forgotten revolution. — Springer, Berlin, 2004. — P. 180.
Категория:- Поверхности
Wikimedia Foundation. 2010.