Logo
Logo

Отражение света от движущегося зеркала

Разбалловка

A1  3.00 Выведите эту формулу, используя уравнение (1) и не используя преобразования Лоренца.

1 Уравнение $\sin\alpha-\sin\beta=-\frac vc\sin(\alpha+\beta)$ 0.50
2 Уравнение $\left(1+\frac{v}{c} \cos \beta\right) \sin \alpha=\left(1-\frac{v}{c} \cos \alpha\right) \sin \beta$ 0.25
3 Квадратное уравнение $\left(1-2 \frac{v}{c} \cos \alpha+\frac{v^2}{c^2}\right) \cos ^2 \beta+2 \frac{v}{c}\left(1-\cos ^2 \alpha\right) \cos \beta+2 \frac{v}{c} \cos \alpha-\left(1+\frac{v^2}{c^2}\right) \cos ^2 \alpha=0$ 0.50
4 Решения уравнения $(\cos \beta)_1=\frac{2 \frac{v}{c} \cos ^2 \alpha-\left(1+\frac{v^2}{c^2}\right) \cos \alpha}{1-2 \frac{v}{c} \cos \alpha+\frac{v^2}{c^2}}$, $(\cos \beta)_2=\frac{-2 \frac{v}{c}+\left(1+\frac{v^2}{c^2}\right) \cos \alpha}{1-2 \frac{v}{c} \cos \alpha+\frac{v^2}{c^2}}$ 0.75
5 Указано, что $\cos\alpha=\cos\beta$, когда зеркало покоится 0.50
6 Окончательный ответ $\cos \beta=\frac{-2 \frac{v}{c}+\left(1+\frac{v^2}{c^2}\right) \cos \alpha}{1-2 \frac{v}{c} \cos \alpha+\frac{v^2}{c^2}}$ 0.50
B1  2.00 Пусть в ситуации, описанной в части A, на зеркало М падает монохроматический свет частоты $f$. Найдите частоту отражённого света $f'$. Найдите $\Delta f$ в процентах от $f$ в случае $\alpha = 30 ^\circ$ и $v = 0.6c$ (рис. 2).

1 Соотношение $p_f\sin\alpha=p'_f\sin\beta$ для импульсов фотонов 0.25
2 Приведена формула для вычисления $\sin\beta$ 0.25
3 Соотношение $p_f\propto f$ 0.25
4 Ответ $f^{\prime}=\frac{\left(1+\frac{v^2}{c^2}\right)-2 \frac{v}{c} \cos \alpha}{\left(1-\frac{v^2}{c^2}\right)} f$ 0.75
5 Число $f'/f=0.5$ 0.50
C1  5.00 Используя рис. 3 как схему распространения световой волны или любые другие методы, выведите уравнение (1).

1 Расстояние $ \overline{e f}=v\left(t-t_0\right) \sin \phi(\tan \alpha+\tan \beta)$ 1.00
2 Равенство $\sin \alpha=\cfrac{c+v \frac{\sin \phi}{\cos \alpha}}{\frac{\overline{a g}}{t-t_0}}$ 1.00
3 Равенство $\sin \beta=\cfrac{c-v \frac{\sin \phi}{\cos \beta}}{\frac{\overline{a g}}{t-t_0}-v \sin \phi(\tan \alpha+\tan \beta)}$ 0.50
4 Окончательный ответ $\sin \alpha-\sin \beta=\cfrac{v}{c} \sin \phi \sin (\alpha+\beta)$ 2.50