Question

3．有一種液面微變監視器，基本結構原理如圖所示：光發射器始終以一定角度向被監視的液面發射一細束光；光束經液面反射，其反射光被水平放置的平面光電轉換器接收；光電轉換器將光信號轉換為電信號并通過顯示器顯示出來．若入射光與水平面成40°角射向液面，則入射光線和反射光線的夾角為100°；光反射到光電轉換器接收平面上的光點從S₁點移向S₂點，則表明被監視的液面是上升（選填“上升”或“下降”）．

Answer 1

分析 （1）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；
（2）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：已知入射光與水面的夾角為40°，則入射角為90°-40°=50°，反射角等于入射角，也為50°，則入射光線和反射光線的夾角為100°；
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，因此當反射到光電屏接收平面上的光點從S₁點移向S₂點，表明被監視的液面從CD上升到AB的．如圖所示：

故答案為：100°；上升．

點評 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．