高考物理复习：与射电望远镜相关的物理题

天文科学学家们不仅用眼睛“看”宇宙,也在用耳朵“听”宇宙.这个“耳朵”就是射电望远镜.射电望远镜(radio telescope)是指观测和研究来自天体的射电波的基本设备,可以测量天体射电的强度、频谱及偏振等量.与接收可见光的传统光学望远镜不同,射电望远镜接收的是天体射出的无线电波.射电望远镜既没有高高竖起的望远镜镜筒,也没有物镜、目镜,而是由天线和接收系统两大部分组成.接收机把从天线传来的无线电波放大,并转变成能用仪器记录的信号或对无线电波进行拍照.从外观上看,射电望远镜都有金属制的抛物面形的天线,该天线能够把来自遥远天体的无线电波会聚起来,从而捕捉来自太空的信息.

作为天文界国际性项目的建设候选地之一,中国西南部的喀斯特洼地有望建造世界上最大的射电望远镜.国际天文学界希望,这个500 m口径的“天耳”建成后,能帮助地球人接收到更多来自“地外文明”的信号,并揭开宇宙起源之谜.

射电望远镜在使用时涉及一些物理的光学的知识,现在例析如下:

[[例 1]] 人的眼睛对黄绿光较敏感,瞳孔的直径约为5 mm,一射电望远镜接受波长为1 m的射电波.如果要求二者分辨本领相同,射电望远镜的直径应约为( )

A. 10 m B. 102 m

C. 103 m D. 104 m

答案 D

[[例 2]] 2006年中国天文学家徐烨领导的研究小组在《科学》杂志发表了一个重要的研究结果,即以2%的误差测定了银河系中离太阳最近的英仙臂的距离为6 360光年.请通过你对各种天文望远镜分辨能力的了解判断一下他们使用的是什么测量手段?()

A. 光学望远镜 B. 红外望远镜

C. 射电望远镜 D. X射线望远镜

答案 C

[[例 3]] 在地球之外,究竟有没有外星人?两位美国学者撰文说,他们花了5年时间,在北半球天空捕捉到37个可能是来自地球外文明的讯号.这两位学者是利用直径为26 m的射电望远镜,来寻找由浩翰宇宙深处发出的未知讯号的.他们以波长21 cm和10.5 cm的电波对北半球天空的全部区域分别进行了三次和两次调查.许多从事探索地球外文明的科学家认为,波长为21 cm的电波在宇宙空间中极为普通,如果地球外文明要向其他星体发出讯号,就很有可能会使用这个波长.文中的“三次和两次”是指( )

A. 向宇宙中的37个讯号分阶段进行调查的次数

B. 对北半球天空的全部区域进行分片调查的次数

C. 使用两种不同波长的电波分别进行调查的次数

D. 按照时间(天数)的长短分别进行调查的次数

答案 B

[[例 4]] 射电望远镜靠接收()进行天文观测.

A. 无线电波 B. 可见光

C. 不可见光 D. 超声波

答案 A