음속 측정 (기주 공명 실험) 예비보고서

소개

음속 측정 (기주 공명 실험) 예비보고서 입니다.
직접 작성하였고 이론부분에서는 도서관에서 직접 참고문헌들을 찾아서 작성하였으므로 페이지까지 정확합니다.
아래의 본문내용은 이론에서 일부분들만 기록한 것입니다.

목차

1.이론
2.실험방법

본문내용

공기내에서 소리의 속도를 측정하기 위한 간단한 방법으로 한 끝은 열려 있고 다른 끝은 닫혀 있는 관 내부에서의 정상파를 이용한다. 관의 한 쪽 끝에 있는 벽에 의해 공기의 운동이 제한을 받기 때문에 정상파는 닫힌 관의 끝에서 변위의 마디(node)를 가진다. 열린 관 끝에서는 변위의 배(antinode)를 가지게 된다. 열린 관 끝에서의 압력은 관 끝이 대기와 통해 있고 초기에 압력의 감소나 증가는 주위의 대기로부터 공기를 유입하거나 유출시켜 압력의 변화를 제거시키는 까닭에 일정하게 유지된다. 이것은 일부 음파가 열린 관으로 방출되고 대기 주위 압력이 주기적 진동을 일으키나 이것은 관 내부의 진동보다는 훨씬 작기 때문에 열린 관의 끝은 배가 된다.
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뉴턴이 처음으로 음속에 대해 식을 유도했을 때, 압축과 희박해짐은 등온적으로 일어난다고 가정하였다. 이 식으로부터 음속이 약 280m/s라고 예측할 수 있었다. 이 수치는 0, 1기압에서의 측정치 330m/s보다는 꽤 작은 값이다. 라플라스는 압축과 희박해짐이 단열적으로 일어나는 음파와 관계가 있다고 주장하였다. 온도는 압축시에는 올라가고 희박해 질 때에는 내려간다. 그러나 공기는 좋지 않은 열전도체이므로 유효한 시간 안에 반파장의 거리를 통과해 열을 전달될 기회가 거의 없다.
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식(5)의 엄밀한 유도: 긴 관 안에서 v의 속도로 오른쪽에서 왼쪽으로 공기를 압축시켜 만든 펄스 하나가 이동한다고 하자. 이 펄스와 같은 속력으로 이동하는 기준틀을 생각하면 기춘틀에서 펄스는 가만히 서 있고 공기는 v의 속력으로 왼쪽에서 오른쪽으로 이동한다.

참고자료

· 일반물리학/ 울산대학교. 물리학과 저/ 敎文社, 1994/ p. 360~363
· 대학물리학 / Harris Benson 저 ; 물리교재편찬위원회 역/ 청문각, 1998/ p.452,453
· Halliday, Resnick, and Walker, Fundamentals of Physics.(번역판)8판/범한서적주식회사/p. 533.534