실험_11._음속측정(기주공명장치)

소개글

일반물리 음속측정(기주공명장치)

목차

목 적
원 리
기구 및 장치
결과 (예)
결과값

본문내용

목 적
알고 있는 진동수를 가진 소리굽쇠의 진동으로 기주를 공명시켜 그 소리의 파장을 측정함으로써 공기 중에서 음속을 측정한다.
원 리
진동수가 인 음파의 공기 중에서의 파장을 라하고 이 파동이 공기 중에서 전파하는 속도를 라 할 때 다음 관계식이 만족된다.
(1)
진동수가 알려진 소리굽쇠를 진동시켜 한쪽 끝이 막힌 유리관 속에 들어있는 기주를 진동시키면, 기주 속에는 방향이 반대인 두 개의 파가 진행하면서 간섭을 일으킨다. 이때, 기주의 길이가 적당한 값을 가질 때 두 파의 간섭으로 공명이 일어나 정상파가 발생하게 된다. 따라서 소리굽쇠가 공기 중에서 발생하는 음의 파장 는 다음과 같다.
(2)
식 (1)에서 식 (2)를 대입하면 다음과 같이 된다.
(3)
여기서들은 유리관 내의 공명위치를 나타낸다. 매질 내에서 파동의 전파 속도는 매질의 밀도에 영향을 받는다. 따라서 공기 중에서 음파의 속도는 다음과 같이 주어진다.
(4)
여기서 는 온도 ℃에서의 음속, 는 0 ℃에서의 음속으로 이고, 는 기체의 팽창 계수로서 1/237이다.
기구 및 장치
(1) 공명장치
(2) 소리굽쇠 (450Hz, 550Hz, 650Hz)
(3) 고무망치
(4) 온도계
(5) 쇠자 (1m)
4. 실험방법
[그림 1] [그림 2]. 기주 공명 장치
(1) [그림 2]와 같이 기주 공명 장치에 물을 가득 채운다. 이 때, 물통을 위 아래로 움직여서 관 의 물이 꼭대기에서 아래까지 움직일 수 있게끔 한다.

참고 자료

없음