全国中学生物理竞赛课件13:波的几何描述与特征现象(6)

2018-12-23 23:38

有A、B两个星球.B星以A星为中心做匀速圆周运动,如

图.由于星球离地球非常远,而且地球位于B星的轨道平面上,所以从地球上看过去,B星好象在一条直线上运动.测得B星从P点移动到Q点需要6.28×107 s.由于多普勒效应,在测定B星发出的光的波长时发现,当B星位于P点时比位于A点时短0.68×10-10m,位于Q点时则比A点长同样的值.若位于A点时的波长测量值为4861.33×10-10m,光速c=3.0×108m/s.求⑴B星公转的方向;⑵B星的公转速度是多少km/s?⑶圆周轨道的半径.

这是测定宇宙中双星的一种方法

(1) 由于B星发出的光波波长在P点位比Q点位短,可知在P点位光源是朝着地球运动的,故B星公转的方向为沿图中逆时针方向⑵

PABBAQ

???vT?v?R??0P

Q⑶

vtc可得v=42 km/s

8??8?40?10km某人造地球卫星发出频率为10 8Hz的无线电讯号,

地面接收站接收到的讯号频率增大了2400 Hz.已知无线电讯号在真空中的传播速度为c=3.0×108m/s,试估算人造卫星朝地面接收站方向的运动速度.

设人造卫星朝地面接收站方向运动的速度为u,此即波源移动速度,由于波源向着观察者运动,接收到的频率变大,由

可得

cf??f?fc?ucf24008u?c??8?3.0?10m/sf??f10?2400?7200m/s在单行道上,交通川流不息,有一支乐队沿同一方

向前进.乐队后面有一坐在车上的旅行者向他们靠近,这时,乐队正同时奏出频率为440 Hz的音调.在乐队前面街上有一固定广播设施做现场转播.旅行者发现从前面乐队直接听到的声音和从广播中听到的声音相结合产生拍,并测出三秒钟有四拍.利用测速计可测出车速为18 km/h.试计算乐队行进的速度.已知在这个寒冷的天气下,声速为330 m/s.

330?5接收到来自乐队的频率f?f10330?u330?5来自广播声的频率f2?f03303353354則(?)?440?330330?u3U≈1 m/s

一波源振动频率为2040 Hz,以速度vs向墙壁接近,如图,观测者在A点所得的拍频??=3 Hz,设声速为340m/s,求波源移动的速度vs.如波源没有运动,而以一反射面代替墙壁,以速度=0.2 m/s向观察者A接近,所得到的拍频为=4 Hz,求波源的???频率.⑴A点从声源直接接收到的声波频率V经墙反射后的声波频率f2?f0V?vsVf1?f0V?vsAS观测者波源VV则???f0?f0V?vsV?vs续解

代入题给数据

3?2vs2?340vs22340?vs?204022?680vs?340?0,⑵若反射面移动,则A点从声源直接接收到的声波频率f1??f反射面接收到的波频率反射到A接收到的波频率

vs=0.25m/sV?v???f2?fVV?v?Vf2??f2???fV?v?V?v?V?v?2?0.2则????f?f?4?f?V?v?340?0.2f?3398Hz


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