如圖所示,水池的寬度為L,在水池右側距離池底高度H處有一激光束,水池內無水時恰好在水池的左下角產生一個光斑.已知L=H,現向水池內注水,水面勻速上升,則光斑
A.勻速向右移動,且移動速度小于水面上升的速度
B.勻速向右移動,且移動速度大于水面上升的速度
C.減速向右移動,但速度始終大于水面上升的速度
D.加速向右移動,但速度始終小于水面上升的速度
A
要解決此題,需要掌握光的折射規律.
(1)折射光線、入射光線、法線在同一個平面內,折射光線、入射光線分居法線兩側,當光由空氣斜射進入水中或其它透明介質中時,折射光線向法線偏折,折射角小于入射角;當光由水中或其它透明介質斜射進入空氣中時,折射光線遠離法線偏折,折射角大于入射角.
入射角大小不變,折射角大小不變.
(2)根據L=H,利用等腰直角三角形的性質,分析光斑移動的速度和水面上升的速度.
解答:解:(1)光由空氣斜射進入水中時,折射光線向法線偏折,折射角小于入射角,所以光斑是由光的折射形成的;
當水面上升時,折射光路的變化如圖:可見,水面上升,折射點右移,光斑右移.
(2)因為L=H,所以激光與水面成45度角入射,所以由圖可知,光斑再怎么移也不可能和法線重合,所以速度比水面上升的速度小.
故選A.
點評:本題考查了兩個問題:
一是光斑的形成原因,激光由空氣斜射進入水中,光線要發生偏折;
二是光斑的移動原因,水面上升或下降,入射角不會發生變化折射角也不會發生變化,但折射點要發生移動,折射光線要發生平行移動,所以根據水面升降的關系變化規律,即可找到光斑移動方向.