[물리 실험]줄의 진동

소개

줄의 진동에 대한 보고서 입니다.
대학 물리학 책을 참조하여 상세하게 이론 설명까지 덧붙여 있습니다.

목차

없음

본문내용

1. 실험목적
진동하는 줄(횡파) 내에서 정상파를 관찰하고 줄의 장력, 길이, 진동주파수, 정상파 내의 마디수 등의 이론적 관계식이 실험과 일치하는가를 확인한다.

2. 이론
(1) 정상파
파장, 주기 및 진폭이 같은 두 파동이 반대 방향에서 진행하여 계속 겹쳐지게 되면 그 합성파는 몇 개의 부분으로 나누어져 제각기 진동하면서 파동의 모양은 어느 쪽으로도 진행하지 않는다. 이 때 매질의 각 부분만이 일정한 진폭을 가지고 주기적으로 진동하면서 파동이 서 있는 것처럼 보인다. 이와 같은 파동을 정상파라 하고 진동하지 않는 점을 마디, 진폭이 가장 큰 곳을 배라고 한다.

(2) 현의 진동
현의 양단을 고정시키고 현의 중간 지점을 진동시키면 현 전체가 하나의 구간을 이루는 정상파가 생긴다. 이러한 진동을 기본 진동이라 하며, 이 때 나오는 소리를 기본음이라 한다. 현이 두 구간, 세 구간으로 나누어져 진동할 때 배진동이라 한다.
* 만약 줄이 완전한 유동성을 가지고 있고 펄스의 모양이 사인파형태라면 첫 번째 공명조건은 고정된 끝점 사이의 거리가 파장의 반정수배일 때 일어난다. L = 와 v = f의 관계를 사용하면 기본진동수, 혹은 1차 조화진동수, 이 된다. 이것은 줄이 진동할 수 있는 가장 낮은 진동수이다. 끝점 사이의 하나의 전체 파장은 L = 과 진동수 을 가진 2차 조화파에 해당한다.
* n차 조화파의 파장과 진동수> ,
* 현의 고유 진동수 : 현의 길이가 l일 때 l에는 의 정수배인 정상파가 생긴다.

참고자료

· 1) GIANCOLI international edition
· 2) 연세대학교 일반물리학 실험실 (http://phya.yonsei.ac.kr/~phylab/)
· 3) Fundamentals of Physics. 2nd edition. 교학사
· (David Halliday, Rovert Resnick 공저)
· 4) BENSON 대학물리학, 물리교재편찬위원회. 청문각