충북대 A+ 정상파 일반물리학및실험, 맛보기물리학및실험

소개

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목차

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본문내용

실험 목표
✓ 정상파의 진동수와 마디의 관계를 확인한다.
✓ 다양한 변수속에서의 정상파를 확인한다.

정상파
<정상파에 대한 내용을 찾아서 쓰시오>
정상파는 공간 내에서 임의의 방향으로 진행하는 파동인 진행파와 대비되는 개념으로 진동의 마디점(node)이 고정된 파동을 말한다. 진동의 마디점과 마루, 골의 위치가 고정된 파동을 말한다. 진행파와는 달리 진동하지 않는 마디점이 고정되어 관찰되며 최대로 진동하는 지점이 마루와 골을 반복하며 나타난다.

서로 반대방향으로 진행하는 같은 진폭과 같은 진동수의 두 개의 파동이 합성될 때도 정상파가 나타난다. 두 파동 Asin(kx－ωt)와 Asin(kx＋ωt)를 합성하면 2A sinkx cosωt로 되는데 이 때, sin 함수가 0이 되는 지점 즉, x=2π/kn, n=0,1,2… 인 지점들은 시간에 관계없이 0이 되므로 파동의 마디점이 된다. 이러한 마디점들은 시간이 지나도 이동하지 않으므로 정상파이다. 1개의 진행파와 그 고정단(固定端)에 의한 반사파와의 중첩에 의해서도 발생한다.

실험도구
함수 발생기, 우레탄줄, 트랙, 도르래, 도르래 고정대, 분동추(20 g, 30 g, 50 g 각 1 개).

실험과정
1. 책상 위에 트랙을 올려 놓고 트랙의 한쪽 끝에 도르래를 설치한다.
2. 아래의 그림과 같이 줄에 20 g 분동추 1개를 고정시키고, 도르래에 걸쳐 파형 구동자의 구동플 러그에 매듭을 묶는다(진동기에 연결한 줄과 도르래 쪽 줄이 평행이 될수록 좋다.).
3. 도르래에서 구동플러그까지의 줄의 길이는 1.8m가 되도록 설치를 한다.

참고자료

· 일반물리학(3판) Randall. D. Knight, Brian Jones, Stuart Field