[물리학실험]현의 진동(실험레포트)

소개글

1. 목적
정상 파가 형성되는 조건에서 파동의 파장, 주파수와 전파속도의 관계를 확인하고, 파동의 전파속도를 선 밀도와 장력으로부터 구해 위의 실험값과 비교한다.

목차

1. 목적
2. 원리

본문내용

1. 목적
정상 파가 형성되는 조건에서 파동의 파장, 주파수와 전파속도의 관계를 확인하고, 파동의 전파속도를 선 밀도와 장력으로부터 구해 위의 실험값과 비교한다.

2. 원리
현을 따라 전파하는 파동의 식은 위치 x에 있는 입자의 변위를 y로 표시할 때

로 표현된다.
k : wave number _ 파수
w : angular frequency _ 각진동수
: wave length _ 파장
T : period _ 주기
f : frequency _ 주파수
v : transfer velocity _ 전파속도
로 보면 다음과 같은 관계를 만족한다.

,

또한 현을 전파하는 파동의 전파속도는 현의 장력 F와 질량의 선밀도 으로 다음과 같이 표현할 수가 있다.


따라서 매질의 선밀도와 장력이 일정하면 파동의 전파속도는 일정한 상수가 됨을 알 수가 있다.
또한 서로 다른 주파수의 파동들이 같은 속도로 한 매질 내를 전파 하면서 서로 중펍하고 간섭하는 것이 가능하게 된다.

[[용어정리]]
{진동}
진자나 용수철의 진동 및 전기진동 등 그 예는 많으며, 진동할 수 있는 상태에 있는 물체를 진동체라 한다. 주기운동을 하고 있어도 시계바늘의 회전과 같이 항상 한 방향으로 그 각이 증가하는 경우에는 진동이라 하지 않는다.
진동은 보통 물리적 충격에 의해서 야기되지만 충격이 멎은 후에도 진동을 계속하는 경우가 많다. 이와 같이 외부에서의 어떤 어떤 작용 없이 진동하는 것을 자유진동이라 한다. 한편 외부에서 주기적으로 작용하는 힘을 받아 진동하는 것을 강제진동이라 한다. 기계적 진동을 예로 들면, 시계의 추 같은 것은 강제진동이 되며 자연적으로 흔들리는 진자의 운동은 자유진동이 된다.
진동은 일반적으로 복잡한 형태로 나타나지만 수학적으로 다루게 되면 몇 개의 단순한 진동, 즉 단진동으로 분해하여 생각할 수가 있다. 단진동에서 단위시간 내에 같은 상태가 되풀이되는 진동의 횟수를 그 진동의 진동수, 진동을 1회 하는 데 필요한 시간을 주기(週期), 진동의 중심값에서의 최대변동값을 진폭이라 한다. 즉 일반적인 진동은 진동을 특징짓는 요소가 서로 다른 단진동이 중첩된 것으로 취급할 수 있다. 또 진동의 주기와 진폭은 강제진동에서는 외부에서 가해지는 작용에 의존하게 되는데 자유진동에서는 각각의 진동계에 고유한 주기가 있으며, 이 주기에 맞추어 강제진동을 일으키면 진동계의 진폭은 매우 커진다. 이때 나타나는 현상이 공명이다. 또 자유진동에서 에너지가 손실되면 감쇠진동

참고 자료

없음