Question

如圖5-11所示，S 為一點(diǎn)光源，M為一平面鏡，光屏與平面鏡平行放置.SO是垂直照射在M上的光線，已知SO=L，若M以角速度ω繞O點(diǎn)逆時(shí)針勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，則轉(zhuǎn)過30°角時(shí)，光點(diǎn)    S′在屏上移動(dòng)的瞬時(shí)速度v為多大？

Answer 1

解析:

由幾何光學(xué)知識(shí)可知：當(dāng)平面鏡繞O逆時(shí)針轉(zhuǎn)過30°時(shí)，則：∠SOS′=60°，

OS′=L/cos60°.

選取光點(diǎn)S′為連結(jié)點(diǎn)，因?yàn)楣恻c(diǎn) S′在屏上，該點(diǎn)運(yùn)動(dòng)方向不變，故該點(diǎn)實(shí)際速度（合速度）就是在光屏上移動(dòng)速度v；光點(diǎn)S′又在反射光線OS′上，它參與沿光線OS′的運(yùn)動(dòng).速度v₁和繞O點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)，線速度v₂；因此將這個(gè)合速度沿光線OS′及垂直于光線     OS′的兩個(gè)方向分解，由速度矢量分解圖5′—1可得：

v₁=vsin60°,v₂=vcos60°

又由圓周運(yùn)動(dòng)知識(shí)可得：當(dāng)線OS′繞O轉(zhuǎn)動(dòng)角速度為2ω.

則：v₂=2ωL/cos60°

vcos60°=2ωL/cos60°,v=8ωL.