北京高考关于“中国天眼”的物理题出错了?专家:题干确有误

 北京物理高考题目出错?今天一早网络上传播的消息牵动无数高考家庭的神经。科技日报记者立即连线相关天文学专家求证。认真分析考题后,专家们表示:虽然不影响考生作答,但这道物理题的题干确实有误。

 

被誉为“中国天眼”的FAST是世界上最大口径的射电望远镜,落成以来一直备受关注,并且今年北京高考理综卷上也出现了与之相关的考题,即第24大题第2小题。不幸的是,微信公众号“北京市中学生天文联盟”发表署名为“张及晨”的文章指出这道题题干中的条件给错了,而且问题也不够严谨。

 

截图来自微信公众号:北京市中学生天文联盟

 
记者通过采访了解到,题干给的条件虽然不影响考生作答,但确实不符合FAST的实际情况。简单来说,虽然FAST的物理口径是500米,但是其有效口径却是300米。

 

“中国天眼”的FAST

 
首先我们先看一下原题:

 

观测宇宙中辐射电磁波的天体,距离越远单位面积接收的电磁波功率越小,观测越困难。为了收集足够强的来自天体的电磁波,增大望远镜口径是提高天文观测能力的一条重要路径。2016年9月25日,世界上最大的单口径球面射电望远镜FAST在我国贵州落成启用,被誉为“中国天眼”,FAST直径为500m,有效提高了人类观测宇宙的精度和范围。

 

a.设直径为100m的望远镜能够接收到的来自某天体的电磁波功率为P1,计算FAST能够接收到的来自该天体的电磁波功率P2;

 

b.在宇宙大尺度上,天体的空间分布是均匀的。仅以辐射功率为P的同类天体为观测对象,设直径为100m望远镜能够观测到的此类天体数目是N0,计算FAST能够观测到的此类天体数目N。

 

一位对FAST十分了解的专家表示,虽然“中国天眼”名字叫500米口径球面射电望远镜,但实际上它的有效口径是300米,FAST在工作时为了使观测到的天区更大,不能完全利用500米的口径。这与FAST的创新独特的光路设计有关。

 

据接受采访的天文学家介绍,根据FAST的工作原理,当它观测天体时,会随着天体的方位变化,在其500米的球冠状主动反射面上会实时形成一个300米直径的瞬时抛物面,并通过这个300米的抛物面来汇聚电磁波。如果把FAST比作一只巨大的眼睛,那么这只巨眼的眼眶直径是500米,而负责接收光线的眼珠直径就有300米。FAST就是靠这个巨大灵活的眼珠来汇聚电磁波、观测深空。类似的,美国阿雷西博望远镜的有效口径只有200米。

 

总结

 

题干中给的条件是FAST的直径为500米,并且在标准答案中,也是以500米来计算能够接收到天体电磁波功率,其实应该用300米进行计算,才符合实际情况。

北京高考关于“中国天眼”的物理题出错了?专家:题干确有误

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