《巧用多普勒效应妙解物理复赛题》:这篇多普勒效应论文范文为免费优秀学术论文范文,可用于相关写作参考。
【摘 要】 多普勒效应是一种计算一维运动中的频移问题的好方法,在32届复赛题中如果利用小量近似,然后利用多普勒效应,可以很简单的将问题解决.
【关键字】 多普勒效应 一维 小量近似
多普勒效应是在一维运动中计算频移的强有力方法,推导过程并不复杂.下面进行简单的推导,设声音的速度为 ,频率为 ,周期为T,声源朝观察者的速度为 ,传播距离改变 时,则 ,则观察者接收到相连两波峰的时间差为 ,所以观察者接收的频率为 .同理,当声源不动,观察者向声源以速度 靠近时,一个周期靠近的距离 , 则 ,则观察者接收到相连两波峰的时间差为 ,所以观察者接到的频率 .
下面我们以第32届赛题的第四题为例来进行说明:如图,飞机在距水平地面(xz平面)等高的航线KA(沿x正方向)上,以大小为 ( 远小于真空中的光速 )的速度匀速飞行;机载雷达天线持续向航线正右侧地面上的被测固定目标P点(其x坐标为 )发射扇形无线电波束(扇形的角平分线和航线垂直),波束平面和水平地面交于线段BC(BC随着飞机移动,且在测量时应覆盖被测目标P点),取K点在地面的正投影O为坐标原点.已知BC和航线KA的距离为 .天线发出的无线电波束是周期性的等幅高频脉冲余弦波,其频率为 .若已知机载雷达天线经过A点(其x坐标为 )及此后朝P点相继发出无线电波信号,由P反射后又被机载雷达天线接收到,求接收到的回波信号的频率和发出信号的频率之差(频移).
下面我将参 提供的参考系解法和我所用的多普勒解法,看能否达到事半功倍的效果,首先我们来看参考系解法.
析解:按照题给坐标系,设待测点P的位置为(xp,0,a),飞机在t等于0时所在点K的位置为(0,h,0).在时刻t1,飞机所在位置A点的坐标为(x1等于xA,h,0),机载雷达此時发出一光信号;该信号到达P点,经反射后,于时刻t2,返回至飞机的机载雷达被接受,此时飞机的机载雷达的位置为(x2等于xa,h,0),如图所示.由于光速不变,飞机做匀速直线运动,有
①
②
式中 .现设在时刻 ,飞机所在位置A点的坐标为 ,机载雷达此时发出另一光信号;该信号到达P点,经反射后,于时刻 返回至飞机的机载雷达被接受,此时飞机的机载雷达的位置为 .同理有
但是笔者认为这个问题根本没有必要利用这么复杂的推理,可以用降维思想,利用一维多普勒效应简单的进行求解,分析如下
将该立体图中的有效成份转化为平面,如图所示:
由于v< ∴ 其中 解得: 等于 等于 由于v< 值得思考的是,若用相对论中的多普勒公式如何? 结果竟然和经典理论中的不约而同,可谓妙不可言.这说明用电磁波的频率改变在v< 参考文献:32届全国中学生物理竞赛(复赛)试卷及答案 作者简介:林德铝 1998年出生 男 高中在读 研究方向:物理竞赛方向 浙江省苍南中学学生,物理竞赛小组成员,获第32届全国中学生物理竞赛二等奖 多普勒效应论文参考资料: 结论:巧用多普勒效应妙解物理复赛题为大学硕士与本科多普勒效应毕业论文开题报告范文和相关优秀学术职称论文参考文献资料下载,关于免费教你怎么写多普勒效应名词解释方面论文范文。