题目内容
如图11所示,折射率为n=的液面上有一点光源S,发出一条光线,垂直地射到水平放置于液体中且距液面高度为h的平面镜M的O点上,当平面镜绕垂直于纸面的轴O以角速度ω逆时针方向匀速转动时,液面上的观察者跟踪观察,发现液面上有一光斑掠过,且光斑到P点后立即消失,求:
(1)光斑在这一过程的平均速度.
(2)光斑在P点即将消失时的瞬时速度
(1) (2) 4ωh
解析:光线垂直于液面入射,平面镜水平放置时反射光线沿原路返回,平面镜绕O逆时针方向转动时经平面镜的反射,光开始逆时针转动,液面上的观察者能得到由液面折射出去的光线,则看到液面上的光斑,从P处向左再也看不到光斑,说明从平面镜反射P点的光线在液面产生全反射,根据在P处产生全反射条件得:
==
sinθ=,θ=45°
(1)因为θ=45°,PA=OA=h,t==
==
(2)光斑转到P位置的速度是由光线的伸长速度和光线绕
O转动的线速度合成的,光斑在P位置的线速度为2ωh,所以光斑沿液面向左的速度.
v=v线/cos45°=2ωh/cos45°=4ωh.
![](http://thumb2018.1010pic.com/images/loading.gif)
练习册系列答案
相关题目