Question

8．如圖所示，固定的激光源沿AO方向以入射角θ照射到容器中的水平液面上，若θ=45°，M上光斑從B₂移動(dòng)到B₁，則容器內(nèi)液面上升（選填“上升”或“下降”），反射光線與液面的夾角不變（選填“變大”、“不變”或“變小”），若B₁B₂的距離為10cm，則液面變化的高度是5cm．若保持入射點(diǎn)不變，將容器沿順時(shí)針?lè)较蛐�轉(zhuǎn)10°，則反射角大小為45°．

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��；
（2）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．光斑從B₂移到B₁，則液面上升，上升高度利用直角三角形的特殊角函數(shù)值的知識(shí)解決．

解答 解：由于入射光線是固定的，且光在水面上發(fā)生的是鏡面反射；
當(dāng)水面發(fā)生變化時(shí)，由光的反射定律可知，反射光線的方向與原來(lái)的反射光線是平行的，如圖所示：

M上光斑從B₂移動(dòng)到B₁，則表明容器內(nèi)液面是上升的．
M上光斑從B₂移動(dòng)到B₁，由于入射角不變，所以反射光線與原來(lái)的反射光線平行，所以反射光線與液面的夾角不變．
液面上升，則反射光斑應(yīng)該向左移動(dòng)，由平行四邊形的關(guān)系知，上升高度h=$\frac{1}{2}$B₁B₂=$\frac{1}{2}$×10cm=5cm．
保持入射點(diǎn)不變，當(dāng)將燒杯沿順時(shí)針?lè)较蛐�轉(zhuǎn)10°時(shí)，水面還是水平的，入射光線仍然是以入射角θ照射到容器中的水平液面上，根據(jù)反射角等于入射角可知，反射角大小還為45°．
故答案為：上升；不變；5；45°．

點(diǎn)評(píng) 本題利用了鏡面反射來(lái)解釋分析液面微變監(jiān)視器的原理．本題中的液面上升或下降，法線和入射光線不變，所以入射角不會(huì)變化，反射角也不會(huì)變化，從而導(dǎo)致反射光線只是平行移動(dòng)，光電轉(zhuǎn)換接收器的光點(diǎn)隨反射點(diǎn)的移動(dòng)而移動(dòng)．