题目内容
【题目】环境监测中通常需要监测烟尘浓度。如图所示为光电式烟尘浓度计的工作原理图。光源1发出的光线经聚光透镜2后,再经半透半反镜3分成两束强度相等的光线。其中一路光线经反射镜4后穿过被测烟尘,有部分光线被烟尘吸收或散射(光在介质中与物质微粒相互作用,使光的传播方向发生改变的现象)后,经过光电转换电路6转换成电压信号U1.另一路光线直接到达光电转换电路7(6、7完全相同)后,产生作为被测烟尘浓度的参比电压信号U2.运算电路通过U1和U2的比值计算出被测烟尘的浓度。根据上述信息应用所学知识可以判断( )
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A.没有烟尘时,U1和U2的比值应该为零
B.散射过程中动量守恒定律不成立
C.如果用全反射棱镜作为反射镜4,其折射率至少为2
D.烟尘浓度越高时,U1和U2的差值越大
【答案】D
【解析】
A.没有烟尘时,光的传播方向没有发生改变,U1和U2的大小相等,其比值应该为1,不是零,故A错误;
B.根据康普顿效应原理,散射过程是光子与微粒碰撞作用的结果,所以动量守恒定律仍然成立,故B错误;
C.如果用全反射棱镜作为反射镜4,其反射光线与入射光线的夹角是90°,故需要其临界角小于45°,再根据
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故其折射率至少为
,故C错误;
D.烟尘浓度越高时,光线被烟尘吸收或散射得就会越多,光线射到6的亮度就会越少,所以U1和U2的差值越大,故D正确。
故选D。
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