NTJC2-6-2

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【题2】一束强激光通过小的透明物体时，由于折射而对物体产生一定的作用力.为了对此有所理解，取一个很小的玻璃三棱镜，其顶角为A=π-2α，底边长为2h,厚度为w,折射率为n,密度为P.设该棱镜处在一束沿水平x轴方向传播的激光之中，本题假定棱镜自始至终不发生转动，即其顶角总是对准激光束射来的方向，它的两个三角形侧面总是平行于xy平面，底面总是平行于z平面，如近图1.2.1所示.周围空气的折射率取为n。=1,棱镜各面均镀有防反射膜，确保不发生反射：近图1.2.1近图1.2.2如近图1.2.2所示，激光束的强度沿z轴方向均匀分布，但是从x轴开始，沿y轴正，负方向的光强按线性关系减弱，在y=0处强度最大，其值为I。,而在y=±4h处，光强降为零.光的强度即为每单位面积的功率，单位是W/m.1.如近图1.2.3所示，在激光射到棱镜上表面时，试求偏转角0.2.将棱镜顶端由原来的位置x轴处沿y轴方向平移y%,设|y%|≤3h.试用I。,0,h,w和ya表述激光作用在棱镜上的净作用力的x分量和y分量.作图表示出作用力在水平方向(x轴方向)和竖直方向(y轴方向)的分量随位移y%的变化关系.3.设激光束在z方向的宽度为1mm,在y方向的宽度为80m,棱近图1.2.3镜的参量为a=30°，h=10m,n=1.5,w=1mm,p=2.5g/cm,当棱镜的顶端位于激光束对称面以下的y%=-h/2=-5m时，试问需要多少瓦的激光束切率才能使棱镜克服重力（指向一y方向）的作用处于平衡状态？4.采用与第3问中相同的棱镜和激光束，在没有重力的条件下做实验，且设I。三10W/m,移动棱镜使其顶端静止地处于y%=h/20的位置，尔后释放棱镜，它将发生振动，试求振动周期

详细题解