Question

如圖1-4-8所示，臨界角C為45°的液面上有一點(diǎn)光源S發(fā)出一束光垂直入射到水平放置于液體中且距液面為d的平面鏡M上.當(dāng)平面鏡M繞垂直過(guò)中心O的軸以角速度ω做逆時(shí)針勻速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，觀察者發(fā)現(xiàn)水面上有一光斑掠過(guò).則觀察者觀察到的光斑在水面上掠過(guò)的最大速度為多少？

圖1-4-8

Answer 1

解析：當(dāng)平面鏡M以角速度ω逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，反射光線將以角速度2ω同向轉(zhuǎn)動(dòng).反射光線射到水面形成的光斑（應(yīng)是人看到折射光線出射處）由S向左沿水面移動(dòng).將其移動(dòng)速度v分解如圖.

由圖可知，θ越大，OP越大，v越大.但當(dāng)θ＞45°時(shí)，反射光線OP將在水面上發(fā)生全反射，觀察者將看不到光斑，因此，當(dāng)θ角非常接近45°時(shí)觀察者看到的光斑移動(dòng)速度最大，其值為v_m==4dω.

答案：4dω