제출용 Sound velocity

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Sound Velocity

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1.Abstract
초음파 발생기를 물 표면에 잠기게 하여 매질이 진동하게 한 다음, 레이저가 매질을 통과할 때 생기는 무늬를 관측하였다. 스크린에 생긴 무늬의 간격으로부터 정상파의 파장을 계산할 수 있는데, 여기에 걸어준 초음파의 주파수를 곱해주면 음속을 측정할 수 있다. 실험에서 물, 포화된 소금물, 에탄올의 매질에 대하여 음속을 측정하였는데 결과는 물의 경우 1631.72m/s 소금물의 경우 1560.688, 에탄올의 경우 1160.51m/s로 나타났다. 밀도가 가장 큰 포화된 소금물에서의 초음파 속도가 가장 컸고, 밀도가 가장 작은 에탄올에서의 속도가 가장 작을 것이라 예상 했지만 실제로는 물 > 소금물>에탄올 순이었다.

2. 실험목적 및 측정
레이저를 이용하여 매질에 따른 음속을 측정해 본다.
- 초음파발생기에 의해 진동하는 물속을 laser가 통과할 때 생기는 무늬 패턴을 관찰한다.
- 무늬 패턴 간격으로부터 소리의 파장과 물속에서의 음속을 계산한다.
- 동일한 방법으로 에탄올, 소금물에서의 소리 파장과 속도를 계산한다.

<중 략>

마.일상생활 속 정상파
- 정상파: 공간 내에서 임의의 방향으로 진행하는 파동인 진행파와 대비되는 개념으로 진동의 node가 고정된 파동을 말한다. 진폭과 진동수가 같은 파동이 서로 반대방향으로 이동할 때 파동의 합성에 의해 발생하기도 한다.
- 기타, 바이올린과 같은 현악기에서 줄의 진동, 관악기 등이 모두 정상파의 원리이다. 기타의 경우에 코드를 집을 때, 기타의 울림통에 가까이 접근할수록 고주파 음을 발산하게 된다. 바이올린도 비슷한 원리이다. (음 높이 조절에 사용) 관악기의 예로는 피리를 들 수 있는데, 입구에 바람을 넣으면 이 공기의 진동에 의해 피리 내부 고기가 진동하게 된다. 이 때 피리 옆에 뚫린 구멍이 공기가 진동하는 관의 길이를 조절하는 역할을 하는데, 즉, 바람을 넣는 입구에서 구멍이 뚫린 부분까지가 공기의 진동이 일어나는 부분이다. 구멍을 모두 막으면, 관의 길이가 길어져 저음이 발생하고, 구멍을 많이 열수록 관의 길이가 짧아져 고음이 발생한다. 또한 취구로 부는 세기를 달리하면 공기의 속도가 달라져 정상파를 기본진동에서 2배진동으로 바꿀 수 있다. 즉, 관의 길이가 같더라도 부는 세기에 따라 2배 높은 진동수를 얻을 수 있고, 실제로 한 옥타브 위의 음을 얻는 원리가 이것이다.

참고 자료

[1]초음파 발생기의 원리 : laseroptek.com/swboard/download.php?no=69
www.encyber.com/search_w/ctdetail.php?masterno=97289&contentno=97289Wikipedia
[2]쿤트의 실험 [─實驗, Kundt`s experiment ] | 네이버 백과사전