Эллипсоид вращения

11-09-2023

Сплюснутый сфероид
Вытянутый сфероид

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")

Примеры

Форма Земли — в хорошем приближении представляет собой сплюснутый эллипсоид вращения с .

Применение

Оптическая схема телескопа Грегори. Малое зеркало имеет форму вытянутого эллипсоида вращения
Радиотелескоп РТ-70, исполненный по системе антенны Грегори

Свойство вытянутого эллипсоида вращения отражать лучи, направленные в один из фокусов, в другой фокус, используется в телескопах системы Грегори и в антеннах Грегори.

Примечания

  1. L. Russo The forgotten revolution. — Springer, Berlin, 2004. — P. 180.


Эллипсоид вращения.

© 2011–2023 stamp-i-k.ru, Россия, Барнаул, ул. Анатолия 32, +7 (3852) 15-49-47