Question

19．科學家向置于月球上的反射器發(fā)射激光，經(jīng)過大約2.6s接收到返回的信號，
（1）地球到月球的距離大約有多少米？（光速為3×10⁸m/s）
（2）小明想用超聲波探測地球到月球的距離，請問他能否達到目的？為什么？
（3）兩塊平面鏡怎樣組合成反射器，才能把射向它的光偏轉(zhuǎn)180°，沿原方向反射回去，設(shè)計該裝置并在裝置上畫出光路圖．

Answer 1

分析 （1）從地球向月球發(fā)射一束激光信號，激光信號到達月球后又被月球反射回來．此時激光經(jīng)過的路程是地球和月球之間距離的兩倍，故要求月球到地球的距離，用公式s=vt求出激光經(jīng)過的路程后還要除以2．
（2）超聲波屬于聲波，聲波的傳播需要介質(zhì)，不能在真空中傳播，而月球表面是沒有空氣的．
（3）要解決此題，首先要掌握光的反射定律的內(nèi)容：反射光線、入射光線和法線在同一平面內(nèi)；反射光線和入射光線分居法線兩側(cè)；反射角等于入射角．知道兩塊相互垂直的平面鏡對光進行兩次反射后，可以使光線傳播方向偏轉(zhuǎn)180°．

解答 解：（1）已知光速為：c=3×10⁸m/s，
激光信號在地球向和月球間往返所用的時間為：t=2.6s，
激光信號通過的路程為：s=ct=3×10⁸m/s×2.6s=7.8×10⁸m，
故月球到地球間的距離為：$\frac{s}{2}$=$\frac{7.8×1{0}^{8}m}{2}$=3.9×10⁸m=3.9×10⁵km．
（2）月球周圍沒有空氣，聲波不能在真空中傳播，故超聲波不能到達月球，更不能利用聲波的反射測出地球到月球的距離．
（3）根據(jù)光的反射定律，∠ABE=∠EBC，
因為AB∥CD，所以∠ABC+∠BCD=180°
則∠EBC+∠BCF=90°
因此兩塊鏡面垂直．答案如圖：

答：（1）地球到月球的距離大約有3.9×10⁵km；  
（2）不能達到目的．因為聲音的傳播需要介質(zhì)，而月球上沒有空氣，真空不能傳聲．
（3）見上圖．

點評 （1）超聲波測距離利用的是聲波的反射，速度乘以總時間算出的是來回的總路程，聲源到障礙物的距離只為總路程的一半；
（2）要注意聲波不能在真空中傳播．
（3）此題主要考查了光的反射光路圖，首先要掌握光的反射定律的內(nèi)容，并要結(jié)合幾何知識．