Question

（激光液面控制仪）如图所示，激光液面控制仪的原理是：固定的一束激光AO以入射角i照射液面，反射光OB射到水平光屏上，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高度．如果发现光点在屏上向右移动了s的距离射到B′点，则液面是升高了还是降低了？变化了多少？

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?coti=

s

2

?coti=

s?coti

2

答：液面降低的高度是

s?coti

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．