Question

（激光液面控制儀）如圖所示，激光液面控制儀的原理是：固定的一束激光AO以入射角i照射液面，反射光OB射到水平光屏上，屏上用光電管將光訊號變成電訊號，電訊號輸入控制系統(tǒng)用以控制液面高度．如果發(fā)現(xiàn)光點(diǎn)在屏上向右移動(dòng)了s的距離射到B′點(diǎn)，則液面是升高了還是降低了？變化了多少？

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，反射光線與原來的反射光線平行作圖分析．根據(jù)幾何知識即可計(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?coti=

s

2

?coti=

s?coti

2

答：液面降低的高度是

s?coti

2

．

點(diǎn)評：本題利用了鏡面反射來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計(jì)算高度．考查學(xué)生利用所學(xué)知識解決實(shí)際問題的能力．