아주대)현대물리학실험 Fourier synthesizer 결과보고서

문서 내 토픽

• 1. 맥놀이(beat) 현상

  실험 1에서는 진동수가 거의 비슷하고 진폭이 동일한 파형의 중첩으로 만들어진 맥놀이(beat) 현상을 관찰하였다. 두 조화파의 위상을 0도-0도로 놓았을 때 포락선 내의 합성파형이 최대로 나왔고, 한 파장의 위상을 90도 변화시켰을 때 맥놀이파의 파장이 이동한 형태가 평행이동과 같이 나타났다. 또한 6번 조화파와 7번 조화파의 합성파형으로 0도-0도에서와 동일한 형태를 확인할 수 있었다.

• 2. Fourier 급수를 통한 사각파 및 삼각파 합성

  실험 2에서는 Fourier 급수를 통해 사각파와 삼각파를 삼각함수의 급수로 나타내어 확인해보았다. 사각파의 경우 sin항의 계수가 홀수일 때만 더해주면 사각파를 만들 수 있으며, 진폭도 Fourier 급수의 계수만큼 조정해줘야 완전한 사각파의 형태를 보일 수 있다. 삼각파의 경우 cos항의 계수가 홀수일 때만을 고려하여 합성하면 삼각파를 만들 수 있으며, 진폭도 Fourier 급수의 계수만큼 조정해줘야 한다.

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• 1. 맥놀이(beat) 현상

  맥놀이 현상은 두 개의 주파수가 약간 다를 때 발생하는 현상으로, 이 두 주파수의 차이에 해당하는 주파수로 진폭이 변화하는 것을 말합니다. 이 현상은 음향 분야에서 매우 중요한데, 악기 연주 시 음색의 변화를 만들어내거나 음향 효과를 생성하는 데 활용됩니다. 또한 물리학에서도 중요한 개념으로, 두 파동이 만나 간섭 현상을 일으킬 때 맥놀이 현상이 관찰됩니다. 이를 통해 파동의 특성을 이해할 수 있으며, 실험적으로 파동의 성질을 확인할 수 있습니다. 맥놀이 현상은 다양한 분야에서 활용되고 있으며, 파동 현상에 대한 이해를 높이는 데 기여하고 있습니다.

• 2. Fourier 급수를 통한 사각파 및 삼각파 합성

  Fourier 급수는 주기적인 함수를 무한급수의 형태로 표현하는 방법입니다. 이를 통해 복잡한 파형도 간단한 정현파의 합으로 나타낼 수 있습니다. 사각파와 삼각파는 대표적인 비정현파 형태로, Fourier 급수를 이용하면 이들 파형을 정현파의 합으로 표현할 수 있습니다. 이는 신호 처리, 음향 공학, 전자 회로 설계 등 다양한 분야에서 활용됩니다. 예를 들어 사각파는 디지털 신호 처리에 사용되며, 삼각파는 전압 제어 발진기 등에 활용됩니다. Fourier 급수를 통한 파형 합성은 복잡한 신호를 이해하고 분석하는 데 매우 유용한 도구입니다. 이를 통해 신호의 주파수 특성을 파악할 수 있으며, 필터링이나 변조 등 다양한 신호 처리 기법을 적용할 수 있습니다.