2022-2023學(xué)年高二物理競賽課件：波動(dòng)習(xí)題

波動(dòng)習(xí)題課件16-1一固定的超聲波探測器，在海水中發(fā)出一束頻率n=30000Hz的超聲波，被向著探測器駛來的潛艇反射回來，反射波與原來的波合成后，得到頻率為241Hz的拍。求潛挺的速率。設(shè)超聲波在海水中的波速為1500m/s。目錄結(jié)束nuuBv+′=nBv為反射面的速度)(nuBvu=n′′′=nuuBv+uBvu′=nΔnn′=uBv+1Bvun=2BvBvun=2BvBvunnΔ23400.2=3398(Hz)0.2×4×=反射面相對于反射波源對觀察者A的運(yùn)動(dòng)目錄結(jié)束=6(m/s)′=nΔnn′=n′′uBv+Bvun=uBv+1Bvun=2BvBvun+=2uBvnΔnnΔ=1500×2412×30000+241

解：由題意可知，艇相當(dāng)于一個(gè)反射面，當(dāng)它接收到超聲波時(shí)，相當(dāng)于一個(gè)觀察者；然后把接收到的波以反射波的頻率反射出去，此時(shí)又相當(dāng)于一個(gè)運(yùn)動(dòng)的波源。探測器的接收頻率應(yīng)為目錄結(jié)束16-2如圖所示，一個(gè)平面電磁波在真空中傳播，設(shè)某點(diǎn)的電場強(qiáng)度為試求這一點(diǎn)的磁場強(qiáng)度表示式。又在該點(diǎn)前方am處和該點(diǎn)后方am處(均沿x軸計(jì)算)，電場強(qiáng)度和磁場強(qiáng)度的表式各如何?π6900tEcos=x+2πnV/mx(E)xoy(H)v目錄結(jié)束Ex0=me0Hyπ6900tncos×+=2.65×10-3π2ac()π6tncos+=2.39π2Hy(A/m)ac()π6tncos+=900π2Ex(V/m)π6tncos+=2.39π2(A/m)×8.85×10-12π410-7=解：前a米目錄結(jié)束+ac()π6tncos+=2.39π2Hy(A/m)+ac()π6tncos+=900π2Ex(V/m)后a米目錄結(jié)束16-3一個(gè)沿一z方向傳播的平面電磁波，其電場強(qiáng)度沿x方向，傳播速度為c，在空間某點(diǎn)的電場強(qiáng)度為試求在同一點(diǎn)的磁場強(qiáng)度表示式，并用圖表示電場強(qiáng)度磁場強(qiáng)度和傳播速度之間相互關(guān)系。π3300tEcos=x+2πnV/m目錄結(jié)束Ex0=me0Hyπ3300tncos×+=2.65×10-3π2A/mπ3tncos+=0.8π2=2.65×10-3ExSHE×=解：目錄結(jié)束16-4在地球上測得太陽的平均輻射強(qiáng)度S=1.4×103W/m。設(shè)太陽到地球的平均距離約為m=1.5×1011m。試求太陽的總輻射能量。若太陽光垂直照射某物體表面而被全部反射，試求該物體所受的輻射壓力。目錄結(jié)束2π4SrE=(1.5×1011)2×1.4π4=3.9×1023(kW

)==2SPC=1.4×1033×1089.3×10-6(Pa

)=解：每秒鐘輻射總能量此時(shí)輻射的壓力目錄結(jié)束16-5有一氦-氖激光管，它所發(fā)射的激光功率為l0mW。設(shè)發(fā)出的激光為圓柱形光束，圓柱截面的直徑為2mm。試求激光的最大電場強(qiáng)度E0和磁感應(yīng)強(qiáng)度B0

。目錄結(jié)束S=10×10-3(10-3)2π=3.8×103(J/m2s)E00H2S=12=mE00C2=2mE00C2S=2×12.57×10-7×3×108×3.18×103=2.4×106=E00CB1.55×1033×108==5.17×10-6(T)=1.55×103(V/m)E0解：目錄結(jié)束16-6一雷達(dá)發(fā)射裝置發(fā)出一圓錐形的輻射束，而輻射能量是均勻分布于錐內(nèi)各方向的，圓錐頂?shù)牧Ⅲw角為0.0lsr。距發(fā)射裝置lkm處的電場強(qiáng)度的最大值島是10V/m。試求:(1)磁場強(qiáng)度的最大值H0；

(2)這圓錐體內(nèi)的最大輻射功率。目錄結(jié)束0H=mE00C=2.65×10-2(A/m)1.0=12.57×10-7×3×108(103)2×0.01=104(m2)=A=NSA2=mE00C×1040HE0×104=10×2.65×10-2×104==2.65×103(W)rA=2Ω(2)圓錐頂立體角為解：(1)一千米處的截面積最大輻射功率為目錄結(jié)束16-7一束平面單色光SO。從折射率為n1的介質(zhì)射向折射率為n2的介質(zhì)(n1>n2)，在分界面上的入射點(diǎn)O處分解成一束反射光OR和一束透射光OT。已知入射光的E矢量垂直于入射面，反射光和透射光的H矢量均在入射面內(nèi)，方向如圖所示。試標(biāo)出反射光和透射光的E矢量方向。若入射的平面單色光在O點(diǎn)的振動(dòng)表式為:E=E0cos(ωt+j)。試寫出在人射點(diǎn)O處反射光(振幅為ER)和透射光(振幅