[물리 실험]관의 공명 주파수 측정 정상파 측정및 음속 측정

목차

실험1 : 관의 공명 주파수 측정
1. 목적
2. 기본 원리
3. 실험 기구
4. 실험 방법

실험2 : 정상파 측정 및 음속 측정
1. 목적
2. 기본원리
3. 실험기구
4. 실험방법
5. 참고문헌

본문내용

기본 원리
음파는 진동방향과 이동 방향이 같은 방향인 종파(longitudinal wave)이다.또한 음파는 매질 속에서 밀함(compression)과 소함(rarefaction)을 반복하면서 진행한다.스피커가 바깥으로 떨림으로 해서 근처의 공기의 알갱이들이 작은 체적 안에 높은 압력으로 만들어져 밀한 상태가 되고 스피커가 안쪽으로 떨림으로 해서 근처의 공기가 넓은 체적 안에 낮은 압력으로 소한 상태가 되어 퍼져 나간다. 정상파는 관의 끝에서 반사되어 오는 음파와 원래의 음파가 간섭하여 만들어 진다. 정상파는 배와 마디를 가지고 있다. 배는 정상파에서 진폭이 최대와 최소를 진동하는 부분이며, 마디는 진동이 없이 고정되어 있는 부분이다. 열린 관에서의 끝 부분은 배가 되어야 한다. 그리고 막힌 관에서의 끝 부분은 더 이상 이동할 곳이 없으므로 마디가 되어야 한다. 관속에서 음파는 양쪽 끝을 오가며 반사를 여러 번 일으킨다. 이러한 여러 번의 반사되는 동안 서로 중첩되어 일반적으로는 작은 진폭을 보일 것이다. 하지만 모든 반사파가 같은 위상을 가지고 있을 때 최대 진폭을 갖게 된다. 이때의 주파수를 공명 주파수라고 한다.
주파수 발진기에서 발생한 음파는 스피커를 통해서 관 속에 전달된다. 관 속에서 음파의 파형은 이동이 가능한 마이크와 Oscilloscope를 이용하여 관찰할 수 있다. 또한 이동이 가능한 반사판이 있어서 관의 길이를 조절할 수 잇도록 제작되었다. 관의 내부는 자가 붙어 있어서 반사판의 위치 측정을 할 수 있도록 하였으며, 공명 관에 구멍이 뚫려 있어서 뚫린 관과 뚫려 있지 않은 관에서의 공명 현상을 비교할 수 있다. 마이크와 반사판에는 손잡이가 달려 있어서 위치 조정이 쉽다. 관의 공명 측정장치를 이용하여 관의 공명 주파수 측정, 정상파의 파형 측정 및 음속 측정을 할 수 있다. 이론 진동수는 다음식에 따라 구한다.

참고 자료

없음