走近科技之“光”

情境1：戈壁滩上的“向日葵”

在距甘肃省敦煌市西南方向约15千米的戈壁滩上，有一处充满科幻感的设施（如图1所示），这是目前全球装机容量第二的熔盐塔式光热电站。光热电站的镜场面积约140万平方米，1万多面巨大的定日镜在计算机的精确控制下，能如同向日葵一样随着太阳位置的变化而变化，使太阳光时刻都能聚集到260米高的吸热塔的吸热器上。光热电站发电的原理如图2。

在北半球的正午，太阳光由南往北倾斜照射。位于吸热塔北面的定日镜的阳光入射角极小，定日镜的面积可以全部作为有效面积反射阳光；而位于吸热塔南面的定日镜的阳光入射角很大，反射阳光的有效面积大大缩小了。

在塔式光热发电系统中，吸热器是最关键的核心部位，吸热器内部有由多个平行排列的吸热管组成的管屏，它将定日镜所捕捉到的太阳光直接转化为可以高效利用的内能，并将能量存储在液态熔盐中，为汽轮发电机组提供所需的热源。

阅读以上短文，回答下列问题：

（1）光热电站利用平面镜__________太阳光，聚集到吸热塔上进行加热。

（2）在镜场最外层的大圈，定日镜呈现明显的不对称分布，吸热塔南边的定日镜比北边少，原因是__________________________________________________。

（3）熔盐储热是利用高温熔化状态下的无机盐把能量储存起来，当熔盐温度____________________时，便可把储存的内能释放出来，可以实现24小时均有高温熔盐推动汽轮发电机工作，实现持续发电。

答案：（1）反射 （2）南面定日镜的阳光入射角大，有效反射面积小 （3）降低

情境2：圭表与二十四节气

如图3甲中的圭表是我国古代的重大发明。表是垂直立于地面的标杆，圭是在正南、正北方向水平放置的尺，用它测量正午时表影的长度，从而确定一年的时间和季节。

战国时期，人们已开始用水面来校正圭，使其水平；用铅垂线来校正表，使其与圭垂直。由于光的散射和漫反射等影响，早期圭表的表影边缘模糊不清，影响表影长度的测量精度。元代天文学家郭守敬对圭表进行改进与创新，他将表的高度增加到原来的五倍，且在表顶加一根架空的横梁。他还发明了景符，用小孔成像原理可以在圭面上形成太阳和梁的清晰像，把确定表端影的位置变为确定梁影中心的位置，较大提高了测量的精度，如图3乙所示。通过测量正午时表影长短的变化，推算出一回归年为365.25天，按照季节变化将一年划分为二十四节气（如图3丙），用以指导生活和农业生产。

2016年11月30日，联合国教科文组织批准将“二十四节气”列入人类非物质文化遗产代表作名录。以圭表为代表的我国古代的科技成果，闪耀着智慧的光芒，激励着我们攀登新的科技高峰。

阅读以上短文，回答下列问题：

（1）我国古代天文学家用__________使表竖直。

（2）郭守敬提高测量精度的措施有__________ 。

（3）一年中，正午学校的旗杆影子最长的是二十四节气中的__________。

（4）请根据以上资料在图3丁中画出横梁通过景符的小孔在“圭”面上所成的像，并标明两条光线的传播方向。

答案：（1）铅垂线 （2）增加表的高度、添加横梁、发明了景符、利用小孔成像 （3）冬至 （4）如图4所示

（作者单位：黑龙江省哈尔滨市宾县宾西镇中学）