[일반물리학실험]현의 진동

소개글

"[일반물리학실험]현의 진동"에 대한 내용입니다.

목차

1. 실험 목적

2. 실험 이론 및 원리
1) 실험 요약
2) 현의 진동
3) 파동
4) 파동의 중첩
5) 현을 따라 전파하는 파동의 식
6) 정상파
7) 굴절시 진동수가 일정한 이유

3. 실험 기구 및 장치
1) 실험 재료

4. 실험 방법
1) 실험1 : v=f lambda 의 확인
2) 실험2 : v= sqrt {{F} over {mu }}의 확인

5. 실험 결과
1) 예측 결과
2) 결과 DATA
3) 계산 결과

6. 토의 사항
1) 질의에 대한 토의
2) 실험 고찰
3) 결론

본문내용

1. 실험 목적
추와 추걸이를 실에 연결하고, 진동기를 사용하여 파동을 만들어 정상파를 형성하는 주파수를 측정하고, 진동기에 가까운 마디까지 배의 수와 지지대로부터 이 마디까지의 거리를 측정하여 파장을 구하고, 주파수와 구한 파장을 이용해 전파속도를 구한다.
현의 장력과 질량의 선밀도로부터 현을 전파하는 파동의 전파속도를 구한다. v=f lambda 로 구한 전파속도와 v= sqrt {{F} over {mu }} 로 구한 전파속도를 비교한다.

2. 실험 이론 및 원리
2.1. 실험 요약
현을 따라 전파하는 파동의 식은 위치 x에 있는 입자의 변위를 y로 표시할 때
y=A`sin(kx- omega t) (1)
로 표현된다.
이 식에서 k를 파수(wave number), w를 각진동수(angular frequency)라고 하는데 파장 , 주기 T, 주파수 f와 다음의 관계가 있다.
k= {2 pi } over {lambda }, omega = {2 pi } over {T} =2 pi f (2),
전파하는 파동은 그 파동이 전자파이거나 역학적 파동이거나에 관계없이 파장 λ, 주파수 f와 파동의 전파속도 v사이에 다음의 관계가 성립한다.
v=f lambda = {omega } over {k} (3)
현을 전파하는 파동의 전파속도는 현의 장력 F와 질량의 선밀도 mu = {TRIANGLE M} over {TRIANGLE L}으로 다음과 같이 표현된다.
v= sqrt {{F} over {mu }} (4)
따라서, 매질의 선밀도와 장력이 일정하면 파동의 전파속도는 일정한 상수가 되고, 서로 다른 주파수의 파동들이 같은 속도로 한 매질 내를 전파하면서 서로 중첩하고 간섭하는 것이 가능하게 된다.

2.2. 현의 진동
줄에서의 정상파는 양끝과 고정점이 마디가 되는 정상파로, 줄의 양끝을 고정시키고 줄의 중간지점을 진동시키면 줄 전체가 하나의 구간을 이루는 정상파가 생긴다.

참고 자료

물리학 실험 제 9판, 서문호,아주대학교 출판부, 2010.
물리학실험 8판 139p
대학물리학 7판 369 ~ 372p
기초물리학 수정판 206 ~ 209p
디지털 장비 중심의 일반물리학 실험, 홍경희 외 5명, 청문각
일반물리학실험, 김영식 외 11명, 북스힐