7.예비 Report - 공기중의 음속측정

목차

1. 실 험 목 적
2. 실험 원리
3. 실험기구 및 장치
4. 실 험 방 법

본문내용

1. 실 험 목 적

이미 진동수를 알고 있는 소리굽쇠의 진동으로 기주를 공명시켜서 그 소리의 파장을 측정함으로써 공기 중에서의 음속을 측정한다.

2. 실험 원리

(1) 파동
파동 (역학적 파동) 이란 물질의 전파를 동반하지 않는 교란 (요동)의 공간을 통한 전파를 말한다. 교란의 전파는 에너지의 전달을 의미하므로 파동을 에너지의 전달방법으로도 볼 수 있다. 모든 역학적 파동은 ① 교란의 근원(파원) ② 교란될 수 있는 매질 ③ 매질 내 요소 들이 서로 영향을 주고받는 물리적 과정이 필요하고 그에 따라 매질이라는 파동을 전달하는 물질이 필요하게 된다.

<중략>

공명 : 진동계가 그 고유진동수와 같은 진동수를 가진 외력(外力)을 주기적으로 받아 진폭이 뚜렷하게 증가하는 현상을 가리킨다. 이를 이용하면 세기가 약한 파동을 큰 세기로 증폭시킬 수 있다.

3. 실험기구 및 장치
① 기주공명 장치
② 소리굽쇠 및 고무망치
③ 속도계

4. 실 험 방 법
(1) 그림 3.1.1과 같이 기주 공명 장치에 물을 가득 채운 후, 물통을 상하로 움직여서 물이 넘치지 않도록 물의 양을 조절한다.

(2) 다음 소리굽쇠의 진동을 방해하지 않도록 소리굽쇠의 손잡이를 잡고 고무망치로 때려서 진동을 시킨 후, 유리관 1cm위에 수직 방향으로 놓는다. 이와 동시에 물통을 서서히 내리면서 유리관 내의 소리를 들으면 어느 지점에서 갑자기 커지는 공명소리를 듣게 된다. 그러면 그 지점을 분필이나 고무 띠로 표시한다.

(3) 공명 소리 지점의 근처에 물의 수면이 오도록 하고, 다시 소리굽쇠를 진동시켜 첫 번째의 공명지점 를 찾고 서서히 물통을 내리면서 두 번째 공명지점 과 세 번째 공명지점 를 찾는다.

(4) 다시 지점부터 , 을 찾아 올라온 후 과정 (3)을 수행하여 측정값을 양식에 의해 정리한다.
(5) 정리된 측정값에서 - 와 -은 반파장의 길이 이므로 파장은
이다.

(6) 소리굽쇠의 진동수를 기록한다.

(7) 실험실의 온도 t를 측정한다.

(8) 실온 때의 음속 를 식 (1)을 이용하여 계산한다.

(9) 위의 측정값으로 0때의 음속 를 식 (5)에서 계산하고, 표준 값과 비교한다.

참고 자료

일반 물리학 실험 / 건국대학교 물리학과 ․ 나노과학기술전공 / 북스힐 / 253p~258p
대학물리학 4판 상권 / 청문각 / Jewett&Serway 지음