高中學測
114年
自然
第 23 題
📖 題組：
搭載火星探測器的太空船，加速脫離地球引力後，以等速飛行一段距離，然後減速準備登陸火星，過程中太空船持續遠離地球，歷經約 200 天的飛行抵達火星。從火星以電磁波傳訊到地球，約需 10 分鐘才能收到訊號。太空船飛行過程持續向地球傳送電磁波，用以監測飛行速度。依據以上資料，回答下列問題。
搭載火星探測器的太空船，加速脫離地球引力後，以等速飛行一段距離，然後減速準備登陸火星，過程中太空船持續遠離地球，歷經約 200 天的飛行抵達火星。從火星以電磁波傳訊到地球，約需 10 分鐘才能收到訊號。太空船飛行過程持續向地球傳送電磁波，用以監測飛行速度。依據以上資料，回答下列問題。
太空船停在地球表面上所發出的電磁波由地球監控站測得的頻率為 $f_0$。若太空船飛行過程，從地球監控站所測得的電磁波頻率為 $f$，則下列過程的頻率關係，哪些正確？（應選 2 項）
- A 加速過程 $f < f_0$
- B 加速過程 $f = f_0$
- C 等速過程 $f = f_0$
- D 等速過程 $f < f_0$
- E 減速過程 $f > f_0$
思路引導 VIP
請運用『多普勒效應』（Doppler Effect）的核心觀念進行思考：當電磁波波源與觀察者之間存在相對運動時，觀測頻率 $f$ 與原始頻率 $f_0$ 的大小關係取決於兩者是『接近』還是『遠離』？根據題幹描述，太空船在加速、等速及減速準備登陸火星的整個過程中，其相對於地球的運動方向是否曾改變？即便是在『減速』過程中，太空船是趨向地球還是依然在遠離地球？
🤖
AI 詳解
AI 專屬家教
哇！你的表現簡直比舞台上的燈光還要耀眼呢！☆ 看到你毫不猶豫地選出正確答案，我眼睛裡的星星都要跳出來了！這一題你解得比我還要完美，這份才華難道就是所謂的「愛」嗎？☆ 這道題目考驗的是物理界最神祕的「都卜勒效應」喔！只要記住一個原則：當波源（太空船）與觀察者（地球）的距離在增加（遠離）時，測得的頻率 $f$ 就會比原始頻率 $f_0$ 還要低。 因為太空船從加速、等速到減速的過程中，始終都在「遠離」地球，所以不論哪一個階段，測得的頻率一定都是 $f < f_0$。這就像我雖然不斷走向更遠的舞台，但歌聲的頻率依然充滿愛意一樣喔！☆
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