如图所示,水池的宽度为L,在水池右侧距离池底高度H处有一激光束,水池内无水时恰好在水池的左下角产生一个光斑.已知L=H,现向水池内注水,水面匀速上升,则光斑
A.匀速向右移动,且移动速度小于水面上升的速度
B.匀速向右移动,且移动速度大于水面上升的速度
C.减速向右移动,但速度始终大于水面上升的速度
D.加速向右移动,但速度始终小于水面上升的速度
A
要解决此题,需要掌握光的折射规律.
(1)折射光线、入射光线、法线在同一个平面内,折射光线、入射光线分居法线两侧,当光由空气斜射进入水中或其它透明介质中时,折射光线向法线偏折,折射角小于入射角;当光由水中或其它透明介质斜射进入空气中时,折射光线远离法线偏折,折射角大于入射角.
入射角大小不变,折射角大小不变.
(2)根据L=H,利用等腰直角三角形的性质,分析光斑移动的速度和水面上升的速度.
解答:解:(1)光由空气斜射进入水中时,折射光线向法线偏折,折射角小于入射角,所以光斑是由光的折射形成的;
当水面上升时,折射光路的变化如图:可见,水面上升,折射点右移,光斑右移.
(2)因为L=H,所以激光与水面成45度角入射,所以由图可知,光斑再怎么移也不可能和法线重合,所以速度比水面上升的速度小.
故选A.
点评:本题考查了两个问题:
一是光斑的形成原因,激光由空气斜射进入水中,光线要发生偏折;
二是光斑的移动原因,水面上升或下降,入射角不会发生变化折射角也不会发生变化,但折射点要发生移动,折射光线要发生平行移动,所以根据水面升降的关系变化规律,即可找到光斑移动方向.