물리학실험 예비결과레포트 공기 중 음속 측정

목차

1. 실험목표
2. 이론 및 원리
3. 실험기구 및 원리
4. 실험방법
5. 실험결과
6. 실험분석, 토의
7. 참고문헌

본문내용

1. 실험목표

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

2. 이론 및 원리

스피커의 진동판이 진동하면 음파가 공기 중으로 전파된다. 음파는 스피커의 진동판 쪽으로 가까워지고 멀어지고 하는 공기분자의 작은 운동으로 이루어져 있다. 만약 스피커 근처의 작은 공기 체적을 볼 수 있다면 그 공기 체적이 스피커로부터 멀리 이동하는 것이 아니고, 스피커 떨림의 진동수로 스피커로부터 가까워지고 멀어지고 하는 것을 볼 수 있을 것이다.
이 운동은 줄(string)의 파동전파와 매우 유사하다. 중요한 차이점은 줄(String)에서의 진동 운동은 파동의 전파 방향에 수직(횡파)이지만, 음파는 전파방향과 같은 방향이다. 그래서 음파를 종파(longitudinal wave) 라고 한다. 또한 음파는 매질 속에서 밀함(compression)과 소함(rarefaction)을 반복하면서 진행한다.
스피커의 진동판이 앞쪽으로 움직이면 진동판 근처의 공기는 비교적 높은 공기 압력의 작은 체적이 만들어져 밀하게 된다. 이 작은 고압력의 공기 체적은 근처의 공기를 밀하게 하고 스피커로부터 멀리 전파되게 한다. 반대로 스피커의 진동판이 안쪽으로 움직이면 진동판 근처의 공기는 비교적 낮은 공기 압력의 작은 체적이 만들어져 소하게 된다. 이 소 역시 스피커로부터 멀리 전파된다. 일반적으로 소리는 모든 방향으로 전파 되지만 우리는 이 실험에서 직선형 관을 이용하여 일차원의 전파로 단순화하기로 한다.

참고 자료

건국대학교 물리학과, 나노과학기술전공, <일반물리학실험>, 북스힐, 2017, p253-258