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Niveau école ingénieur
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distance terre-lune par laser

Posté par
el-soledad
15-07-11 à 11:00

pour mesurer la distance terre-lune on utilise un laser a impulsions au foyer d'un telescope pointe vers le sol lunaire sur un reflecteur qui a ete depose par les astronautes a la surface de la lune?ce reflecteur est un jeu de miroirs qui a la propriete de renvoyer le signal dnas la directon d'ou il provientet presente une surface effiace de 1metre carre.les impulsions sont envoyees vers le telescope qui detecte le signal avec un delai t apres l'impulsion premettant de mesurer la distance terre-lune.la divergence du laser est a=4 seconde d'arc(cela represente la 3600eme partie du degre)et l'energie de chaque impulsion est E=0.35joules.la longueur d'onde du laser est de X=0.53micro metre
donnees:
distance terre-lune:384 400km   contante de planck:6.62.10expo-34 joule.s

vitesse de la lumiere dans le vide:C=3.10expo8 m/s


1)calculer la surface de la tache recue par le sol lunaire

2)en deduire l'energie recue a chaque impulsion par le reflecteur(on neglige l'absoption du faisceau par l'atmosphere.

3)on admet que le faisceau reflechi a la meme divergence que le faisceau incident et que la surface du telescope qui recoit le faisceau reflechi est S=1.8 metre carre.caculer l'enregie recue par le telescope apres chaque impulsion.

4)en deduire le nompbre d"e photons recues par le telescope a chaque impulsion.

5)deonner l'ordre de grandeur du delai t separant l'emissio de la reception, en utilisant les donnees precedentes.

6)quelles précisions sur t faut-il pour une estimation de la distance du télescope au réflecteur lunaire de l'ordre de 1m?      

Posté par
J-P
re : distance terre-lune par laser 15-07-11 à 12:17

1)

Fais un dessin :

r = D * tg(a/2) avec r le rayon de la "tache" recue sur le sol lunaire et D la sistance Terre-lune.

r = 384400.10^3 * tg((2/3600)°) = 3727 m

Soit S1 la surface de la tache : S1 = Pi.r² = Pi * 3727² = 4,36.10^7 m²

2)
E1 = 0,35 * 1/(4,36.10^7) = 8,0.10^-9 J

3)
E2 = E1 * S/4,36.10^7 = 8.10^-9 * 1,8/4,36.10^7 = 3,3.10^-16 J

4)
E2 = n.h.nu et nu = c/Lambda
3,3.10^-16 = n.6,62.10^-34*3.10^8/(0,53.10^-6)
n = 880

5)
2 * 384000.10^3 = 3.10^8 * delta t
delta t = 2,56 s

6)
1/c = 1/(3.10^8) = 3,3.10^-9 s
-----
Sauf distraction, vérifie.  

Posté par
Coll Moderateur
re : distance terre-lune par laser 15-07-11 à 12:33

Bonjour à tous les deux,

Juste pour satisfaire une éventuelle curiosité :

Posté par
el-soledad
distance terre-lune par laser 18-07-11 à 20:21


salut je sais toujours pas comment faire mais je sais que la reponse que tu as donnee me laisse perplexe.

la surface de cette tâche ne peux pas etre aussi grande vu que le laser se reflete sur un mirroir et je ne crois pas que les astronautes ont un jour deplace un mirroir d'une telle taille sur la lune!

je cherche encore aide stp!

Posté par
J-P
re : distance terre-lune par laser 19-07-11 à 14:31

La tache est grande ... et le miroir est petit.

Conséquence : seulement une toute petite partie de la lumière arrivant sur la lune est réfléchie par le miroir.

Et cette toute petite partie réfléchie par le miroir sur la lune fera aussi une grosse tache une fois revenue sur Terre et seulement une toute petite partie de la lumière revenant sur Terre est captée par le télescope récepteur.

... Et donc, de la lumière qui part de la Terre (émetteur), il y a seulement une très petite partie qui pourra être, au retour, captée par le récepteur (télescope).

Posté par
el-soledad
distance terre-lune par laser 20-07-11 à 12:49

salut je saisie mieux après cette explication ton raisonnement devient tout a coup très clair!merci pour tout J-P!a toi aussi coll



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