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(共17张PPT)
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。
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结束
n
u
u
B
v
+

=
n
B
v
为反射面的速度)
(
n
u
B
v
u
=
n



=
n
u
u
B
v
+
u
B
v
u

=
n
Δ
n
n

=
u
B
v
+
1
B
v
u
n
=
2
B
v
B
v
u
n
=
2
B
v
B
v
u
n
n
Δ
2
340
0.2
=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)

=
n
Δ
n
n

=
n


u
B
v
+
B
v
u
n
=
u
B
v
+
1
B
v
u
n
=
2
B
v
B
v
u
n
+
=
2
u
B
v
n
Δ
n
n
Δ
=
1500×241
2×30000+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
π
6
900
t
E
cos
=
x
+
2
π
n
V/m
x(E)
x
o
y(H)
v
目录
结束
E
x
0
=
m
e
0
H
y
π
6
900
t
n
cos
×
+
=
2.65×10-3
π
2
a
c
(
)
π
6
t
n
cos
+
=
2.39
π
2
H
y
(A/m)
a
c
(
)
π
6
t
n
cos
+
=
900
π
2
E
x
(V/m)
π
6
t
n
cos
+
=
2.39
π
2
(A/m)
×
8.85×10-12
π
4
10-7
=
解：
前a米
目录
结束
+
a
c
(
)
π
6
t
n
cos
+
=
2.39
π
2
H
y
(A/m)
+
a
c
(
)
π
6
t
n
cos
+
=
900
π
2
E
x
(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。
π
3
300
t
E
cos
=
x
+
2
π
n
V/m
目录
结束
E
x
0
=
m
e
0
H
y
π
3
300
t
n
cos
×
+
=
2.65×10-3
π
2
A/m
π
3
t
n
cos
+
=
0.8
π
2
=
2.65×10-3
E
x
S
H
E
×
=
解：
目录
结束
16-4 在地球上测得太阳的平均辐射
强度 S =1.4×103 W/m。设太阳到地球的
平均距离约为 m =1.5×1011 m。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
2
π
4
S
r
E
=
(1.5×1011 )2×1.4
π
4
=
3.9×1023 (kW )
=
=
2
S
P
C
=
1.4×103
3×108
9.3×10-6 (Pa )
=
解：每秒钟辐射总能量
此时辐射的压力
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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 )2
π
=
3.8×103 (J/m2s)
E
0
0
H
2
S
=
1
2
=
m
E
0
0
C
2
=
2
m
E
0
0
C
2
S
=
2×12.57×10-7×3×108×3.18×103
=
2.4×106
=
E
0
0
C
B
1.55×103
3×108
=
=
5.17×10-6 (T)
=
1.55×103 (V/m)
E
0
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
0
H
=
m
E
0
0
C
=2.65×10-2(A/m)
1.0
=
12.57×10-7×3×108
(103 )2×0.01
=104 (m2)
=
A
=
N
SA
2
=
m
E
0
0
C
×104
0
H
E
0
×104
=
10×2.65×10-2×104
=
=2.65×103(W)
r
A
=
2
Ω
(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
幅为ET)的振动表式。
.
n1>n2
n2
n1
S
O
T
R
H
E
H
目录
结束
.
n1>n2
n2
n1
S
O
T
R
H
E
H
.
n1>n2
n2
n1
S
O
T
R
H
E
H
E
H
.
E
解：
目录
结束

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