[초급물리실험] 도플러효과

목차

1. 실험 목적
2. 실험 원리
3. 실험 기구
4. 실험 방법
5. 실험 결과
6. 결과에 대한 논의
7. 실험에 대한 결론
8. 참고문헌

본문내용

1. 실험목적
이번 실험의 목적은 도플러효과로 인하여 소리의 변화된 주파수를 측정하여 분석하는 것이다.

2. 실험원리
가. 도플러 효과
자동차가 경적을 울리며 지나갈 때, 자동차의 경적 음이 어떻게 변화하는지 알고 있을 것이다. 사람이 듣는 경적 진동수는 자동차가 접근하면 높아지고, 멀어지면 낮아진다. 이것이 도플러 효과(Doppler effect)의 한 예이다.
점 음원이 음파를 방출하고 매질이 균일하다면 파동은 음원으로부터 방사형의 모든 방향으로 동일한 속력으로 진행할 것이다. 그 결과는 구면파이며, 인접한 파면 사이의 거리는 파장 와 같다. 음원의 진동수를 , 파장을 그리고 음속을 라 하자. 관측자가 음원을 향해 움직일 때, 상대적인 음속은 이지만 파장 는 변하지 않는다. 그러므로 를 이용 만약 관측자가 음원으로부터 멀어질 때, 관측자에 대한 상대적인 음속은 가 된다. 이 경우 관측자가 듣는 진동수는 감소하게 되며, 다음과 같이 주어진다. 이제 음원이 이동하고 관측자가 정지 상태에 있는 경우를 생각해보자. 음원이 관측자를 향하여 움직이면, 관측자가 듣는 파면들 사이의 거리는 음원이 움직이지 않는 경우의 거리보다 가깝게 관측된다. 결과적으로 관측자에서 측정되는 새로운 파장 은 음원의 파장 보다 짧아진다. 즉, 음원이 관측자를 향하여 이동할 때 진동수는 증가한다.
음원이 정지하고 있는 관측자로부터 멀어질 때 관측자는 보다 더 큰 파장 을 측정하게 되어 감소된 진동수를 듣게 된다.

참고자료

· 대학물리학Ⅰ, Raymond A. Serway and John W. Jewett 원저, 북스힐, 381~384p, 402~405p