아주대 물리실험 18.현의진동

소개

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목차

1.측정값
2.결과
3.토의
-질문에 대한 토의
-실험과정 및 결과에 대한 토의

본문내용

[3] 토의
1. 질문에 대한 토의
① 실험 1에서 서로 다른 주파수에 대한 전파속도가 서로 일치하는가?
- 실험 1에서 주파수를 4번 바꾸어 가면서 실험하여 데이터를 얻어내었다. 평균값은 25.61m/s이고, 표준편차는 ±10.67m/s 이다. 그러므로 V - V의 데이터의 차이가 좀 있지만 ±10.67m/s내에 있으므로 주파수에 대한 전파속도가 서로 일치한다고 할 수 있다.
② 추의 무게에 따라 실이 늘어나는 효과는 속도계산의 정밀도에 얼마나 영향을 미치겠는 가?
- 실험 2는 추의 무게를 늘려가면서 측정하였다. 데이터 값을 분석하여 보면, N개수가 같을 때 주파수는 무게에 따라 늘어나고 있다. 하지만 λ의 값은 거의 오차가 없을 정 도로 비슷하다. 즉, V = fλ이므로, 무게에 따라 V는 일정하게 증가한다. 그러므로 추 의 무게를 많이 늘린다고 해도, 속도의 정밀도에는 많은 영향을 미치지 못한다.
③ 와 의 계산방법은 어느 것이 더욱 보편적으로 적용되는 방법인가?
- V` = 는 파동의 전파속도를 현의 선밀도와 장력으로 구한 것이다.
V = fλ는 현에서 전파하는 파동을 정상파가 형성되는 조건에서 관측하여 파동의 파 장, 각 진동수, 파수를 통하여 유도된 식이다. pulse의 형태는 수학적인 함수로 나타낼 수 있다. 이 실험에서 파원이 단순조화진동자 이므로 사인함수로 나타나게 된다. 이로 보아, V‘보다는 V식이 파동함수나 방정식에 대해 유용하게 쓰이므로 V가 보편적으 로 적용되는 방법이라 할 수 있다.
④ 와 은 서로 잘 일치하는가?
- 의 값에 2.2 ~ 2.3배 정도하면 의 근사값이 나오게 된다. 이 두 값은 잘 일치한 다고 볼 수 있다. 이는 매질의 선밀도와 장력이 일정하면, 파동의 전파속도는 일정한 상수가 된다. 그리고 서로 다른 주파수의 파동들이 같은 속도로 매질 내를 전파하면서 서로 중첩하고, 간섭하는 것이 가능하게 된다는 것을 보여주고 있다.
⑤ 식(4)는 유도되는 과정에서, 실의 입자들의 진동에 대해 특정한 조건을 가정한다. 이것 은 무엇인가? 교과서를 참조하여라.
- V = 은 1883년 테이트에 의해 유도된 식이다. pulse가 진행하는 속력은 매질의 성질에 의존한다. 테이트는 줄을 따라 진행하는 pulse의 파동속도에 대한 간단한 유도 를 생각해 내었다. 우리가 고려하는 줄은 균일하고 완전한 유연성을 가진 것이다. 또 한 pulse 높이는 매우 작아서 줄의 장력에는 영향을 주지 않는다고 가정한다. 정지된 실험실 기준틀에서 pulse는 속력 V로 오른쪽으로 움직이게 된다. 이 pulse계에서 pulse는 정지해 있고, 줄이 속력 V로 왼쪽으로 움직이게 된다.
※ 매질 : 물체와 물체 사이에 작용하는 힘이 근접한 공간에 차례로 힘을 미쳐 멀리 도달할 때 공간 내에서 작용을 매개 전달하는 물질 또는 공간.
※ 선밀도 : 물리량이 선 모양으로 분포되어 있을 때, 선상의 단위 길이에 포함되는 물리량 을 말함.

참고자료

· 없음