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optique géométrique (PTSI) · Chapitre 1 · Application directe du cours

Mesurer la distance Terre-Lune au laser

Lumière, rayon lumineux et indice · niveau 2

Énoncé

Les missions Apollo ont déposé sur la Lune des rétroréflecteurs. Depuis la Terre, on envoie une impulsion laser vers ce miroir et l'on chronomètre le retour de l'écho : ().

  • Pourquoi l'impulsion fait-elle un aller-retour ? En déduire la distance Terre-Lune.
  • L'horloge mesure le temps à la nanoseconde près. Quelle précision obtient-on sur la distance ?
  • Pourquoi un rétroréflecteur (qui renvoie la lumière exactement vers la source) plutôt qu'un miroir plan ordinaire ?

Corrigé

1. La lumière va à la Lune et revient : , d'où .

2. : on mesure la distance Terre-Lune au décimètre près ! (C'est ainsi qu'on a mesuré l'éloignement de la Lune, par an.)

3. Un miroir plan ne renverrait la lumière vers la Terre que s'il était parfaitement orienté ; le moindre basculement enverrait l'écho ailleurs. Un rétroréflecteur renvoie tout rayon vers sa source quelle que soit l'orientation : on récupère toujours un (faible) signal.

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