Номер 8, страница 120, часть 1 - гдз по физике 11 класс учебник Башарулы, Шункеев

8. Инспекторы дорожно-патрульной службы с помощью локатора определяют скорость движущихся автомобилей. На каком физическом принципе устроен данный аппарат?

Работа локатора (радара), используемого инспекторами дорожно-патрульной службы для измерения скорости автомобилей, основана на эффекте Доплера.

Решение

Эффект Доплера — это изменение частоты и, соответственно, длины волны излучения, воспринимаемое наблюдателем (приёмником), вследствие движения источника излучения и/или движения самого наблюдателя (приёмника).

Применительно к радару ДПС процесс выглядит следующим образом:

1. Радар излучает радиоволну постоянной, точно известной частоты $f_0$ в сторону движущегося автомобиля.

2. Волна отражается от автомобиля. Так как автомобиль является движущимся отражателем, частота отражённой волны $f_r$ изменяется. Если автомобиль приближается к радару, частота отражённой волны становится выше ($f_r > f_0$). Если автомобиль удаляется от радара, частота отражённой волны становится ниже ($f_r < f_0$).

3. Антенна радара принимает отражённую волну с изменённой частотой $f_r$.

4. Электронный блок устройства сравнивает частоту исходного ($f_0$) и отражённого ($f_r$) сигналов и вычисляет разницу между ними — так называемый доплеровский сдвиг частоты $\Delta f = |f_r - f_0|$.

5. Величина этого сдвига частоты прямо пропорциональна скорости движения автомобиля относительно радара. Прибор автоматически вычисляет скорость автомобиля по формуле $v \approx \frac{\Delta f \cdot c}{2 f_0 \cos\alpha}$, где $c$ — скорость света, а $\alpha$ — угол между направлением движения автомобиля и направлением на радар. Чем больше скорость автомобиля, тем больше сдвиг частоты.

Таким образом, измеряя изменение частоты отражённой радиоволны, прибор определяет скорость движения цели.

Ответ: Данный аппарат устроен на основе эффекта Доплера.