Question

如圖所示，被固定好的激光源L發射的一束激光照射到容器中的水平液面上，入射角為α．這束激光經液面反射后，照射到光電轉換器M的D₁點上，光電轉換M能夠將接收到的光信號轉換成電信號，從而指示出容器中液面的高度．經過一段時間后，如果光信號由D₁點移至D₂點，說明容器中的液面______了（填“升”或“降低”）．此時的入射角______α（填“大于”、“小于”或“等于”）．

Answer 1

【答案】分析：要解答好本題，首先記住光的反射定律：反射光線、入射光線、法線在同一個平面內，反射光線與入射光線分居法線兩側，反射角等于入射角；其次會根據液面上升或下降，判斷出反射點和反射光線的變化，從而分析出反射到光電轉換接收器的光點與液面變化的關系．
解答：解：由于入射光線是固定的，且光在水面上發生的是鏡面反射，當水面發生變化時，故反射光線的方向與原來的反射光線是平行的，如圖所示，反射到光電轉換器接收平面上的光點從D₁點移向D₂點，則表明被監視的液面是降低的，且接收平面上的光點D₁和D₂之間的距離與接收平面到液面的距離是沒有關系的．因反射光線的方向與原來的反射光線是平行的，根據同位角相等，可知此時的入射角還是等于α．
故答案為：降低；等于．
點評：本題利用了鏡面反射來解釋分析液面微變監視器的原理．本題中的液面上升或下降，法線和入射光線不變，所以入射角不會變化，反射角也不會變化，從而導致反射光線只是平行移動，光電轉換接收器的光點隨反射點的移動而移動．