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光从液面到空气时的临界角C为45°,如图3-16所示,液面上有一点光源S发出一束光垂直入射到水平放置于液体中且到液面的距离为d的平面镜M上,当平面镜M绕垂直过中心O的轴以角速度做逆时针匀速转动时,观察者发现水面上有一光斑掠过,则观察者们观察到的光斑的光斑在水面上掠过的最大速度为多少?试题及答案-解答题-云返教育
试题详情
光从液面到空气时的临界角C为45°,如图3-16所示,液面上有一点光源S发出一束光垂直入射到水平放置于液体中且到液面的距离为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
做逆时针匀速转动时,观察者发现水面上有一光斑掠过,则观察者们观察到的光斑的光斑在水面上掠过的最大速度为多少?
试题解答
见解析
本题涉及平面镜的反射及全反射现象,需综合运用反射定律、速度的合成与分解、线速度与角速度的关系等知识求解,确定光斑掠移速度的极值点及其与平面镜转动角速度间的关系,是求解本例的关键。
设平面镜转过
角时,光线反射到水面上的P点,光斑速度为
,如图3-17可知:
,而:
故:
,
,而光从液体到空气的临界角为C,所以当
时达到最大值
,即:
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光的反射定律
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