[请教]射向月亮的激光，反射回来的光束，肉眼可见吗？

　　以前看过资料，激光照到月亮上的光斑大约1·6公里直径。

　　我还看过从另个角度拍的照片，是两个圆顶发出的激光。

　　以前看过资料，激光照到月亮上的光斑大约1·6公里直径。

　　我还看过从另个角度拍的照片，是两个圆顶发出的激光。

高中物理中关于这个的描述是，在月面上安装一个L型的反射镜，镜子的两个面近乎绝对垂直，当地球射来的激光与反射面的法线构成的平面与反射面垂直时，无论入射角度为多少，激光都会反射回地球，并且反射回地球的激光与入射光平行，并被发射点的接收器所接收。理论上是可行的，但是这个实验估计是杜撰的。因为那么远不太可能，制造这样垂直的设备也不太可能。这么强的激光，打飞机都够了。简直就是武器

利用如图所示的实验，根据两个激光发射点的距离，发射激光的角度，可以算出地月距离

曾经看过一部记录片，里面提到测量地球到月球的距离确实用的激光反射原理，仪器就设在澳大利亚的某个天文台，反射器由某次阿波罗计划安置，每天都在测量，月球以每年2cm的速度远离地球而去。   看我这记性，片名人名 全忘记了，哪位好心给提个醒。

回复 26# nataya

前面有人提过了，就在《流言终结者》节目中就有。

高中物理中关于这个的描述是，在月面上安装一个L型的反射镜，镜子的两个面近乎绝对垂直，当地球射来的激光 ...
chaomq 发表于 2010-9-23 20:08

                               
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    不是“L”型。
而是三面互相垂直的镜子。这个不知是高中物理还是初中物理教材里介绍过的。

以前的自行车后面，都有一个反射镜（红色的塑料）。如果把它拆开，会发现是多组的三个互相垂直的小镜子。
这样就可保证很宽的角度范围射过来的光，都可以沿原方向反射回去。

如果仅仅是“L”型，是无法保证反射光沿入射光的方向的。

不是“L”型。
而是三面互相垂直的镜子。这个不知是高中物理还是初中物理教材里介绍过的。

以前的 ...
浪淘沙 发表于 2010-9-24 00:02

                               
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传说中的立方角锥棱镜——出射光总与入射光平行，且有一个侧向位移

传说中的立方角锥棱镜——出射光总与入射光平行，且有一个侧向位移 ...
毛毛电 发表于 2010-9-24 00:52

                               
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    这是理论上的。
实际上的“侧向位移”不影响工程测量。

你设想一下，测距仪只有一个激光发光二极管与一个感光二极管。
如果真的要考虑“侧向位移”的话。那么如何摆放这个“立方角锥棱镜”才能使得反射光正好打到接收用的感光二极管上？

只有在画理论的光路图时，才会有一个所谓的“侧向位移”。理论上，光是“线”，不发散的。实际上，激光也是发散的。其它的光更不用说了。
另外，这个“位移”似乎没有确定的方向。可能上移，也可能下移，也可能左移，也可能右移。
如果实际上的光，真的是一条线，那么还真的难保证它反射回来正好打到感光二极管上呢。

这是理论上的。
实际上的“侧向位移”不影响工程测量。

你设想一下，测距仪只有一个激光发光二极管 ...
浪淘沙 发表于 2010-9-24 01:17

                               
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侧向位移在绝大多数情况下当然不影响工程测量，这个我明白，不过说总得说清楚吧？貌似测距仪并不要求被测物安装立方角锥棱镜一样的东西，而且它的LD光束准直性要求也不是太高，与它配套的PD只要能接收到一定能量的漫反射光就能根据脉冲测定距离。相反，如果出射光准直性很好，光束较细，刚好在一定距离之内射入立方角锥棱镜的远离中心的位置，那么那个PD还真未必能接受到反射光呢，这样测距仪就出现了死区。立方角锥棱镜测距恐怕只有在超远距离测量时才派的上用场，比如地月距离

哇 学习到很多知识啊

回复 28# 浪淘沙
恩，三面的镜子应该是正确的，我们学的时候的确是L型的镜子，我后面的条件是我自己添加的，就是为了保证入射角度。我看这个实验的确是杜撰的，根本没有在月球上放置反光镜，要不然怎么把教材改成三面镜子呢。跟修改历史似地。

三面镜子的原理还是以前在书上看过的，不过不是非常了解，现在算是知道更多啦

抱歉我也不知道用于测量月球距离的激光发射装置具体参数是多少，只知道目前激光技术能做到的极限发散角不到1u rad，于是就按照这个值估算了。实际应用中，发散角只可能比这个大，不会比它小。也就是说月球上形成的激光光斑只可能大于400米直径。

至于“测向位移”的影响，可以理解为激光光束的直径只要大于角反射器中一个角锥的大小，就不用考虑。何况月球这么远，发散角是最重要的。

回24楼的朋友：做这个测量用的激光装置需要多大功率，是可以计算的。你不妨算算它能不能打飞机？

WLBX斑竹提供的数据应该是准确的。按这个光斑大小推算，当时用的激光发散角大约4u rad。

这么说的话，在地球上可以用激光在月亮上写字了？
然后通过望远镜观看？
用这种方式传情书特别浪漫 ...
浪淘沙 发表于 2010-9-23 12:54

                               
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    哈哈 这可是个好创意，8过这样写字可不是一般激光笔能做到的，所以这提供了一个蛮好的商机哈，专门赚那些富二代的钱还可以。

立方角锥棱镜测距恐怕只有在超远距离测量时才派的上用场，比如地月距离 ...
毛毛电 发表于 2010-9-24 02:10

                               
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你说的“侧向位移”，是存在的。至于工程测量是如何避开它的，我还真的不知道。

工程测量还有一个小巧的手持测距仪，确实不用“反光棱镜”。但这个手持测距仪的有效测量距离太近。只是代替“钢卷尺”用的。

而“全站仪”中带的测距仪，是一定要配“反光棱镜”的。
你想一下，平地上，测量二个点之间的距离，若不立一个“反光棱镜”，你叫“激光”从哪反射啊？
所以并非你说的超远距离测量才用上反光棱镜的。就算测量10米远，也少不了它的。
工程测量用的叫做“六棱镜”。它的具体结构我不知道。我想其原理也与“用三面互相垂直的镜面把光反射回来”差不多吧。

PS：曾经跟过测量队几天。
野外空旷的地方，测量地形，使用GPS的效率较高，精度也足够。
（不要把工程测量的GPS（工程仪器叫RTK）理解成汽车上的导航GPS。
二者的原理有区别的。工程测量用的“差分”原理，需要二台GPS仪配合使用。才会把精度提高到5cm之内。
而汽车上的导航GPS，只是单机作战，误差往往不小于5到10米吧，这也足够了，不会跑错路的。）

测量城市的地形（主要是房子的位置），GPS往往难以奏效（盲区太多），一般将GPS与全站仪配合使用。

关于工程测量，我们不用引申开来讨论吧。

还是谈激光打月亮吧。

回复  浪淘沙
我看这个实验的确是杜撰的，根本没有在月球上放置反光镜，要不然怎么把教材改成三面镜子呢。跟修改历史似地。 ...
chaomq 发表于 2010-9-24 08:44

                               
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    如果朋友你怀疑美国登月，那么你当然可以怀疑他们在月亮放反光镜了。

不过，我建议，你另开新贴来讨论“美国登月”事件。

在这个帖子中，我是相信美国的登月，是真实的。

哈哈 这可是个好创意，8过这样写字可不是一般激光笔能做到的，所以这提供了一个蛮好的商机哈，专门 ...
mill 发表于 2010-9-24 10:57

                               
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    富二代，官二代，他们的钱没地方花。
我们应当给他们创造花钱的机会。

想想看，有些富人都可以搭乘飞船上天了。
过几十年，去月亮旅行也可能很平常了。（当然也只有富人才去得起吧。宇航员除外。）

用激光在月亮上写字，应当不是难事。理论上很容易的，就像“激光水幕电影”一样。
当然，这个“激光月幕电影”，不知需要多大的功率的激光，我没本事去计算。
有兴趣的朋友试一下吧。