题目内容
如图4-13所示,折射率为的液面上方有一点光源S,发出一条光线,垂直射到水平放置于液体中且距液面为d的平面镜M上,当平面镜M绕垂直过中心O的轴以角速度ω逆时针匀速转动时,观察者发现液面上一光斑掠过,且光斑过P点后立即消失.那么光斑在P点时沿液面移动的速度是多大?图4-13
解析:若在液体中发生全反射的临界角为C,临界角的定义有sinC==,则C=45°.光斑在P点处消失,即是在P点处刚好发生全反射,光线OP转动的角速度为2ω,所以vP=·2ω=·2ω=2ωd.光斑沿液面移动的速度为合速度,设为v;而vP是它的一个沿垂直OP方向的速度,速度分解如图所示,
则v==vP=×2ωd=4ωd.
答案:4ωd
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