Question

19．科学家向置于月球上的反射器发射激光，经过大约2.6s接收到返回的信号，
（1）地球到月球的距离大约有多少米？（光速为3×10⁸m/s）
（2）小明想用超声波探测地球到月球的距离，请问他能否达到目的？为什么？
（3）两块平面镜怎样组合成反射器，才能把射向它的光偏转180°，沿原方向反射回去，设计该装置并在装置上画出光路图．

Answer 1

分析 （1）从地球向月球发射一束激光信号，激光信号到达月球后又被月球反射回来．此时激光经过的路程是地球和月球之间距离的两倍，故要求月球到地球的距离，用公式s=vt求出激光经过的路程后还要除以2．
（2）超声波属于声波，声波的传播需要介质，不能在真空中传播，而月球表面是没有空气的．
（3）要解决此题，首先要掌握光的反射定律的内容：反射光线、入射光线和法线在同一平面内；反射光线和入射光线分居法线两侧；反射角等于入射角．知道两块相互垂直的平面镜对光进行两次反射后，可以使光线传播方向偏转180°．

解答 解：（1）已知光速为：c=3×10⁸m/s，
激光信号在地球向和月球间往返所用的时间为：t=2.6s，
激光信号通过的路程为：s=ct=3×10⁸m/s×2.6s=7.8×10⁸m，
故月球到地球间的距离为：$\frac{s}{2}$=$\frac{7.8×1{0}^{8}m}{2}$=3.9×10⁸m=3.9×10⁵km．
（2）月球周围没有空气，声波不能在真空中传播，故超声波不能到达月球，更不能利用声波的反射测出地球到月球的距离．
（3）根据光的反射定律，∠ABE=∠EBC，
因为AB∥CD，所以∠ABC+∠BCD=180°
则∠EBC+∠BCF=90°
因此两块镜面垂直．答案如图：

答：（1）地球到月球的距离大约有3.9×10⁵km；  
（2）不能达到目的．因为声音的传播需要介质，而月球上没有空气，真空不能传声．
（3）见上图．

点评 （1）超声波测距离利用的是声波的反射，速度乘以总时间算出的是来回的总路程，声源到障碍物的距离只为总路程的一半；
（2）要注意声波不能在真空中传播．
（3）此题主要考查了光的反射光路图，首先要掌握光的反射定律的内容，并要结合几何知识．