Question

【題目】利用激光束測(cè)量月球和地球間的距離是目前最為精確的方法，測(cè)量工具是一架天文望遠(yuǎn)鏡、一臺(tái)激光器，和登月行動(dòng)中留在月球上的角反射列陣。1969年7月，阿波羅11號(hào)的宇宙航行員第一次登上了月球，在上邊放置了一臺(tái)重30 kg的“角反射列陣”，它由100塊石英制成的角反射鏡組成，排列成10行，每行10塊。角反射器剛放好，各國(guó)立即向它發(fā)射激光。宇航員還沒(méi)有離開(kāi)月球，科學(xué)家就捕獲到了反射光。后來(lái)，人們又不斷把角反射器送到月球，其中阿波羅15號(hào)的角反射器列陣由300塊角反射鏡組成，測(cè)月的誤差已經(jīng)減小到15 cm。

(1)想一想：我們能利用高能量、方向性好的超聲波測(cè)量地球和月球之間的距離嗎？為什么？

(2)角反射器其實(shí)就是兩個(gè)相互垂直的平面鏡，如圖所示。請(qǐng)?jiān)趫D上準(zhǔn)確畫出所給入射光線經(jīng)兩平面鏡反射的反射光線。

并說(shuō)出下面生活中哪些地方用到類似的裝置

A．自行車尾燈 B．汽車后視鏡 C．手電筒反光罩

(3)若從發(fā)射激光開(kāi)始到接收到反射回的激光共用時(shí)2.56 s，求月球和地球間的距離約為多少千米？

Answer 1

【答案】(1)不能，超聲波不能在真空中傳播。(2) (3) 3.84×105km。

【解析】（1）超聲波是聲波，聲音的傳播需要介質(zhì)，月球上沒(méi)有空氣，所以不能利用超聲波測(cè)量地球和月球之間的距離。

（2）過(guò)入射點(diǎn)O作垂直鏡面的法線，根據(jù)光的反射定律，作出反射光線；反射光線是第二次反射的入射光線，過(guò)入射點(diǎn)O' 作垂直平面鏡的法線，根據(jù)光的反射定律，作出第二次反射的反射光線。因?yàn)榻欠瓷淦魇莾蓚�(gè)相互垂直的平面鏡，所以經(jīng)過(guò)兩次反射，反射光線與入射光線平行反向。

自行車尾燈是互成直角的小平面鏡組成的，從后面照射的光會(huì)平行的反射回去，利用了類似裝置，故選A。

汽車后視鏡是凸面鏡，可以增大視野，故B不符合題意。

手電筒反光罩使位于凹面鏡焦點(diǎn)的手電筒電珠發(fā)出的光變成平行光照射出去，故C不符合題意。

（3）因?yàn)閺陌l(fā)射激光開(kāi)始到接收到反射回的激光共用時(shí)2.56 s，所以激光從地球傳到月球的時(shí)間，

由可得，月球到地球的的距離

s=vt=3.0×105km/s×1.28s=3.84×105km。