도플러 효과

소개

대학 물리실험 도플러 효과에 대한 실험레포트 입니다.

목차

1. 목적
2. 이론
3. 실험기구 및 장치
4. 실험 방법
5. 실험 결과

본문내용

1. 목적

소리의 도플러효과를 관찰하고 변화된 주파수를 측정하고, 초음파 음원의 속도와 주파수변화 사이의 비례관계를 확인해 본다. 또한 공기 중에서의 소리의 속도 C를 측정한다.

2. 이론

도플러 효과는 일상생활에서 자주 발견할 수 있다. 예를 들어 사이렌을 울리는 소방차가 지나갈 때 소리의 높낮이가 변화함을 경험할 수 있다. 이러한 진동수의 변화는 도플러 효과라 한다. 관측자나 음원의 매질에 대해 움직이면 관측된 소리의 진동수는 음원이 최초에 발생시킨 진동수와 다르게 관찰된다. 여기서는 매질이 고정되어 있고 음원이나 관측자가 서로를 향해 다가가거나 혹은 멀어지는 경우만 고려한다. 양의 성분은 음원이나 관측자의 속도가 음파의 전달 방향을 의미하고 음의 성분은 그 역을 의미한다.
먼저 음원 A와 관측자 B가 서로 정지해 있는 상태에서 매질에서의 전파가 발생했을 경우를 고려하자. 파동은 음원에서부터 주파수를 를 가지고 거리 만큼 진행한다. 파동이 관측자에 접근할 때 소리의 속도(음속)는
c = (1)
이고 파동의 주기는
= (2)
이다.
여기서 음원의 이동거리는
S = V• (3)
두 번째는 움직이는 음원을 생각해보자. 음원은 진동수 인 음을 발생시킨다. 이는 진폭의 최대인 배가 음원으로부터 균일한 시간 간격 = 를 두고 방사되는 것을 의미한다. 음원이 속도로 정지해있는 관측자를 향해 접근한다면 배 사이의 간격인 파장이 음원의 전방에서는 짧아지고 음원의 후방에서는 길어지게 된다. 동일한 시간 간격 동안 음원은 c만큼 전진하게 된다. 관측자가 측정하는 파장 은
= - = c - (4)
가 된다.
관측자에게 도달한 음의 진동수는 이다.

참고자료

· 없음