2022-2023学年高二物理竞赛课件：波动习题

波动习题课件16-1一固定的超声波探测器，在海水中发出一束频率n=30000Hz的超声波，被向着探测器驶来的潜艇反射回来，反射波与原来的波合成后，得到频率为241Hz的拍。求潜挺的速率。设超声波在海水中的波速为1500m/s。目录结束nuuBv+´=nBv为反射面的速度)(nuBvu=n´´´=nuuBv+uBvu´=nΔnn´=uBv+1Bvun=2BvBvun=2BvBvunnΔ23400.2=3398(Hz)0.2×4×=反射面相对于反射波源对观察者A的运动目录结束=6(m/s)´=nΔnn´=n´´uBv+Bvun=uBv+1Bvun=2BvBvun+=2uBvnΔnnΔ=1500×2412×30000+241

解：由题意可知，艇相当于一个反射面，当它接收到超声波时，相当于一个观察者；然后把接收到的波以反射波的频率反射出去，此时又相当于一个运动的波源。探测器的接收频率应为目录结束16-2如图所示，一个平面电磁波在真空中传播，设某点的电场强度为试求这一点的磁场强度表示式。又在该点前方am处和该点后方am处(均沿x轴计算)，电场强度和磁场强度的表式各如何?π6900tEcos=x+2πnV/mx(E)xoy(H)v目录结束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米目录结束+ac()π6tncos+=2.39π2Hy(A/m)+ac()π6tncos+=900π2Ex(V/m)后a米目录结束16-3一个沿一z方向传播的平面电磁波，其电场强度沿x方向，传播速度为c，在空间某点的电场强度为试求在同一点的磁场强度表示式，并用图表示电场强度磁场强度和传播速度之间相互关系。π3300tEcos=x+2πnV/m目录结束Ex0=me0Hyπ3300tncos×+=2.65×10-3π2A/mπ3tncos+=0.8π2=2.65×10-3ExSHE×=解：目录结束16-4在地球上测得太阳的平均辐射强度S=1.4×103W/m。设太阳到地球的平均距离约为m=1.5×1011m。试求太阳的总辐射能量。若太阳光垂直照射某物体表面而被全部反射，试求该物体所受的辐射压力。目录结束2π4SrE=(1.5×1011)2×1.4π4=3.9×1023(kW

)==2SPC=1.4×1033×1089.3×10-6(Pa

)=解：每秒钟辐射总能量此时辐射的压力目录结束16-5有一氦-氖激光管，它所发射的激光功率为l0mW。设发出的激光为圆柱形光束，圆柱截面的直径为2mm。试求激光的最大电场强度E0和磁感应强度B0

。目录结束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：目录结束16-6一雷达发射装置发出一圆锥形的辐射束，而辐射能量是均匀分布于锥内各方向的，圆锥顶的立体角为0.0lsr。距发射装置lkm处的电场强度的最大值岛是10V/m。试求:(1)磁场强度的最大值H0；

(2)这圆锥体内的最大辐射功率。目录结束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)圆锥顶立体角为解：(1)一千米处的截面积最大辐射功率为目录结束16-7一束平面单色光SO。从折射率为n1的介质射向折射率为n2的介质(n1>n2)，在分界面上的入射点O处分解成一束反射光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矢量均在入射面内，方向如图所示。试标出反射光和透射光的E矢量方向。若入射的平面单色光在O点的振动表式为:E=E0cos(ωt+j)。试写出在人射点O处反射光(振幅为ER)和透射光(振幅