Question

12．有一種光電控制液面高度的儀器，它是通過(guò)光束在液面上的反射光線反射到光電屏上的光斑位置來(lái)判斷液面高低的，如圖所示．當(dāng)一光束與液面的夾角為40°，則入射角的大小為50°；如果光束與液面的夾角增大，光電屏上的光斑S將向左（選填“左”或“右”）移動(dòng)；當(dāng)液面升降高度一定時(shí)，接收平面上的光點(diǎn)S1和S2之間的距離與接收平面到液面的距離有沒(méi)有關(guān)系？答沒(méi)有．（選填“有”或“沒(méi)有”）．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)法線與界面垂直，入射角等于入射光線與法線的夾角，求出入射角的大小；再根據(jù)光反射時(shí)，入射角等于反射角確定反射角的大��；光在水面上發(fā)生的是鏡面反射，可以通過(guò)作圖利用光的反射分析．
（2）如果光束與液面的夾角增大，根據(jù)反射角等于入射角，做出反射光線即可得出結(jié)論．
（3）做出當(dāng)液面升高時(shí)的光路圖，比較確定光點(diǎn)之間距離與液面與接受面之間的關(guān)系．

解答 解：（1）因?yàn)槿肷涔饩�與界面夾角為40°，所以入射角等于90°-40°=50°；
（2）如果光束與液面的夾角增大，根據(jù)反射角等于入射角，做出反射光線可知，光電屏上的光斑S將向左移動(dòng)，如下圖所示：

（3）當(dāng)液面上升時(shí)，由于入射角不變，所以反射光線與原來(lái)的反射光線平行，如圖所示，故光電屏上的光斑S向左移動(dòng)．

由圖知，兩條反射光線是平行的，平行線間的距離不變，所以當(dāng)液面升降高度一定時(shí)，接收平面上的光點(diǎn)S₁和S₂之間的距離與接收平面到液面的距離有沒(méi)有關(guān)系．
故答案為 50；左；沒(méi)有．

點(diǎn)評(píng) 本題利用了鏡面反射來(lái)解釋光電控制液面高度的原理，并且知道入射角和反射角的規(guī)定．關(guān)鍵能夠正確做出光路圖．