[건대 실험레포트 최다판매] 음속의측정 건국대학교 일반물리학 및 실험1

소개글

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목차

1. 실험 제목
2. 실험 목적
3. 실험 이론
4. 실험 장비
5. 실험 방법
6. 실험 결과
7. 토의
8. 참고문헌

본문내용

1. 실험 제목: 공기 중의 음속 측정

2. 실험 목적: 이미 진동수를 알고 있는 소리굽쇠의 진동으로 기주를 공명 시켜서 그 소리의 파장을 측정함으로 써 공기 중에서의 음속을 측정한다.

3. 실험 이론: 파동수가 f인 파동(종파 혹은 횡파)의 공기 중에서의 파장을 λ라고 하고, 이 파동이 공기 중에서 전파하는 속도를 v라고 할 때, 다음의 관계식이 만족된다.
v=fλ
이미 알려진 진동수의 소리굽쇠를 진동시켜 한쪽 끝이 막힌 유리관 속에 들어있는 기주(공기기둥)을 진동시키면, 기주 속에는 방향이 반대인 두개의 파가 진행하면서 현의 진동때와 같은 정상파가 생긴다. 이 때 기주의 길이가 어느 적당한 값을 가질 때 두 파의 간섭으로 공명이 일어나게 된다. 소리굽쇠가 발생하는 음의 파장λ는
λ=2(y_(n+1)-y_n)
이며, 두 식을 연립하면,
v=f 2(y_(n+1)-y_n)
식을 얻을 수 있다. 여기서 y_(n+1), y_n값은 각각 실험에서 n+1, n번째 정상파가 발생했을 때, 관의 맨 윗부분에서 수면까지의 길이를 의미한다. 첫 번째 공명위치 y_1값은 λ/4에 가까우나 실제는 이 값보다 조금 작다. 이는 첫 번째 정상파의 배가 관의 모양, 크기 등에 따라서 관 끝보다 조금 위쪽에 위치한 다는 것을 의미하며, 원주형의 관인 경우에는 관 끝에서부터 배까지의 거리 δ 와 관의 내반경 r과의 비, 즉 δ/r는 약 0.55에서 0.85이다. 또한 공기중의 음속은 일반적인 유체의 성질로서도 구해지며, 체적탄성률이 k, 밀도ρ인 경우에, v= √(k/ρ) 의 관계가 있으며, 이를 열역학의 기체법칙으로 전개하면, t°C의 음속은 v_t≅ v_0 (1+0.00183t°C) 여기서, v_0는 0°C하의 음속으로 약 331.48m/sec이다.

4. 실험 장비
1. 기주공명 장치
2. 소리굽쇠 및 고무망치
3. 속도계

5. 실험 방법
(1) 기주 공명장치에 물을 가득 채운 후, 물통을 상하로 움직여서 물이 넘치지 않도록 물의 양을 조절한다.

참고 자료

건국대학교 물리학과 공저, 북스힐, <일반물리학실험 (개정판)>, 2018, p303~p307