Question

17．激光液面控制仪的原理是：固定一束激光AO以入射角i照射液面，反射光OB射到水平光屏上的B点，如图所示，屏上用光电管将光讯号变成电讯号，电讯号输入控制系统用以控制液面的高低，现在发现光点在屏上向右移动了S的距离射到了B′点，则由此可知液面降低（填“升高”或“降低”）了$\frac{s•cosi}{2}$距离．

Answer 1

分析 光在液面上发生的是镜面反射，根据入射角不变，反射光线与原来的反射光线平行作图分析．根据几何知识即可计算分析和计算液面变化的高度．

解答 解：因反射的光点B右移到B′，入射角的大小不变，反射光线与原来的反射光线平行；所以液面降低．
但因入射的激光束方向不变，所以液面降低后的入射角不变，光路图如图．由几何关系知，四边形OMB′B是平行四边形，
OM=B′B=s，三角形NOO′是直角三角形．
设液面降低的高度是h，则
h=NO•cosi=$\frac{s}{2}$•cosi=$\frac{s•cosi}{2}$．
故答案为：降低；$\frac{s•cosi}{2}$．

点评 本题利用了镜面反射来解释激光液面控制仪的原理，并且能够利用直角三角形的知识计算高度．考查学生利用所学知识解决实际问题的能力．