Question

【题目】利用激光束测量月球和地球间的距离是目前最为精确的方法，测量工具是一架天文望远镜、一台激光器，和登月行动中留在月球上的角反射列阵。1969年7月，阿波罗11号的宇宙航行员第一次登上了月球，在上边放置了一台重30 kg的“角反射列阵”，它由100块石英制成的角反射镜组成，排列成10行，每行10块。角反射器刚放好，各国立即向它发射激光。宇航员还没有离开月球，科学家就捕获到了反射光。后来，人们又不断把角反射器送到月球，其中阿波罗15号的角反射器列阵由300块角反射镜组成，测月的误差已经减小到15 cm。

(1)想一想：我们能利用高能量、方向性好的超声波测量地球和月球之间的距离吗？为什么？

(2)角反射器其实就是两个相互垂直的平面镜，如图所示。请在图上准确画出所给入射光线经两平面镜反射的反射光线。

并说出下面生活中哪些地方用到类似的装置

A．自行车尾灯 B．汽车后视镜 C．手电筒反光罩

(3)若从发射激光开始到接收到反射回的激光共用时2.56 s，求月球和地球间的距离约为多少千米？

Answer 1

【答案】(1)不能，超声波不能在真空中传播。(2) (3) 3.84×105km。

【解析】（1）超声波是声波，声音的传播需要介质，月球上没有空气，所以不能利用超声波测量地球和月球之间的距离。

（2）过入射点O作垂直镜面的法线，根据光的反射定律，作出反射光线；反射光线是第二次反射的入射光线，过入射点O' 作垂直平面镜的法线，根据光的反射定律，作出第二次反射的反射光线。因为角反射器是两个相互垂直的平面镜，所以经过两次反射，反射光线与入射光线平行反向。

自行车尾灯是互成直角的小平面镜组成的，从后面照射的光会平行的反射回去，利用了类似装置，故选A。

汽车后视镜是凸面镜，可以增大视野，故B不符合题意。

手电筒反光罩使位于凹面镜焦点的手电筒电珠发出的光变成平行光照射出去，故C不符合题意。

（3）因为从发射激光开始到接收到反射回的激光共用时2.56 s，所以激光从地球传到月球的时间，

由可得，月球到地球的的距离

s=vt=3.0×105km/s×1.28s=3.84×105km。