Question

17．激光液面控制儀的原理是：固定一束激光AO以入射角i照射液面，反射光OB射到水平光屏上的B點(diǎn)，如圖所示，屏上用光電管將光訊號(hào)變成電訊號(hào)，電訊號(hào)輸入控制系統(tǒng)用以控制液面的高低，現(xiàn)在發(fā)現(xiàn)光點(diǎn)在屏上向右移動(dòng)了S的距離射到了B′點(diǎn)，則由此可知液面降低（填“升高”或“降低”）了$\frac{s•cosi}{2}$距離．

Answer 1

分析 光在液面上發(fā)生的是鏡面反射，根據(jù)入射角不變，反射光線與原來(lái)的反射光線平行作圖分析．根據(jù)幾何知識(shí)即可計(jì)算分析和計(jì)算液面變化的高度．

解答 解：因反射的光點(diǎn)B右移到B′，入射角的大小不變，反射光線與原來(lái)的反射光線平行；所以液面降低．
但因入射的激光束方向不變，所以液面降低后的入射角不變，光路圖如圖．由幾何關(guān)系知，四邊形OMB′B是平行四邊形，
OM=B′B=s，三角形NOO′是直角三角形．
設(shè)液面降低的高度是h，則
h=NO•cosi=$\frac{s}{2}$•cosi=$\frac{s•cosi}{2}$．
故答案為：降低；$\frac{s•cosi}{2}$．

點(diǎn)評(píng) 本題利用了鏡面反射來(lái)解釋激光液面控制儀的原理，并且能夠利用直角三角形的知識(shí)計(jì)算高度．考查學(xué)生利用所學(xué)知識(shí)解決實(shí)際問(wèn)題的能力．