액체 표면탄성파에 의해 발생된 비대칭적 회절무늬의 분석과 응용 (Analysis and Applications of Asymmetric Diffraction Patterns Generated by Acoustic Waves on Liquid Surfaces)

서지정보

· 발행기관 : 한국물리학회
· 수록지 정보 : 새물리 / 57권 / 4호 / 269 ~ 274페이지
· 저자명 : 신동혁, 김석원

초록

본 연구에서는 스피커 진동자를 이용하여 파장이 짧은 수면파를
발생시키고 이 수면파의 표면에 레이저빔을 입사시켜 스크린의
회절무늬를 관찰하였다. 스크린에 만들어진 프라운호퍼 회절무늬는
중심극대에서 상하 비대칭적인 분포를 형성하게 되는데, 그 이유는 파의
진폭이 진동자에서 멀어짐에 따라 감쇠하는 사인형 곡선을 그리기
때문이며 이론적 모델과 측정으로 설명하였다. 액체매질로 물과
에틸렌글리콜 20 \% 수용액을 사용하여 온도를 20 $^\circ$C에서 80
$^\circ$C로 높이면서 회절무늬의 변화를 관찰하며 파장, 표면장력,
감쇠계수를 측정하였다. 그 결과 온도 증가에 따라 조금씩 감소함을 알
수 있었다. 그리고 다른 액체매질로 아세톤, 에탄올을 사용하여 위의
값들을 측정하였고 이를 문헌 값과 비교해볼 때 2 \% 내의 정확한
실험값임을 확인하였다.

영어초록

In this study, surface waves with short wavelengths were generated
by using a speaker with a low frequency as an oscillator, and the
diffraction patterns generated on a screen by a laser beam incident
on the liquid's surface were observed. Because the surface wave was
a sine-shaped curve where amplitude was damped with increasing
distance from the oscillator, the Fraunhofer diffraction pattern on
the screen had asymmetric distribution, which could be explained
with a theoretical model and the measurements. Water and an aqueous
solution of 20 \% ethylene glycol were used as liquid substances,
and the wavelengths of the surface waves, the surface tensions, and
the damping coefficients of the liquids were measured by observing
the variation of the diffraction pattern with increasing temperature
of the water from 20 to 80 $^\circ$C. The results showed that all
the factors decreased slightly. Also, the above factors were
measured in acetone and ethanol, and the obtained values agreed with
the literature values to within 2 \%.

참고자료

· 없음