[일반물리실험][결과] 음파의 성질

소개

1. 실험 사진(칼라) 포함

2. 리포트 12p

3. A+ 받은 리포트

목차

◎ 실험 날짜
◎ 실험자 :
◎ 공동 실험자 :
◎ 실험 목적
◎ 실험 원리
◎ 실험 기구 및 재료
◎ 실험 방법
◎ 실험 결과
◎ 결론 및 검토

본문내용

◎ 실험 목적
어떤 음원에서 관 속으로 전달되는 음파의 에너지가 최대가 되는 공명주파수를 측정하고 이때 생겨나는 정상파의 공명모드(resonant mode)를 측정한 뒤 관의 길이와의 관계를 조사한다. 이용해 공기 중의 음파의 파장과 속도를 측정한다.
◎ 실험 원리
1. 음파
1) 음파는 공기분자의 진동이 퍼져나가는 것이다. 음파는 탄성체에서 전파되는 파동으로서, 탄성체를 이루고 있는 질점들이 압축되었다가 팽창되었다가 하면서 전파된다.
2) 기체, 액체, 고체 등에서 구성원자들은 서로 탄성을 가지고 있으므로 원칙적으로 음파가 존재할 수 있지만, 보통의 경우 소리라 하여 공기 중에서 우리의 귀로 들을 수 있는 정도의 주파수를 가진 것을 말한다.
3) 공기 중에서 음파는 파의 진행 방향과 같은 방향으로 공기의 구성 분자들이 몰렸다가, 앞쪽의 분자들에 의한 반발력에 의해 뒤로 몰리고 앞쪽의 분자들은 더 앞쪽으로 몰리는 과정을 되풀이 하면서 앞으로 진행한다. 이 때 공기 분자의 평형위치에서 변위를 파동량으로 삼을 수 있다. 그러면 변위가 일어나는 방향이 파의 전파방향과 같은 방향이어서 음파는 종파라고 할 수 있다. 한 편으로 공기분자가 몰리는 지역에서는 압력이 높아지고, 드물어지는 지역에서는 압력이 낮아지므로 압력을 파동량으로 삼을 수도 있다.
4) 스피커의 진동판이 진동하면 음파가 공기 중으로 전파된다. 음파는 스피커의 진동판 쪽으로 가까워지고 멀어지고 하는 공기분자의 작은 운동으로 이루어져 있다.
⇒ 만약 스피커 근처의 작은 공기 체적을 볼수 있다면 그 공기 체적이 스피커로부터 멀리 이동하는 것이 아니고, 스피커 떨림의 진동수로 스피커로부터 가까워지고 멀어지고 하는 것을 볼 수 있을 것이다.
※ 이 운동은 줄(string)의 파동전파와 매우 유사하다. 중요한 차이점은 줄(String)에서의 진동 운동은 파동의 전파 방향에 수직(횡파)이지만, 음파는 전파방향과 같은 방향이다. 그래서 음파를 종파(longitudinal wave) 라고 한다.
5) 음파는 매질 속에서 밀함(compression)과 소함(rarefaction)을 반복하면서 진행한다. 스피커의 진동판이 앞쪽으로 움직이면 진동판 근처의 공기는 비교적 높은 공기 압력의 작은 체적이 만들어져 밀하게 된다. 이 작은 고압력의 공기 체적은 근처의 공기를 밀하게 하고 스피커로부터 멀리 전파되게 한다. 반대로 스피커의 진동판이 안쪽으로 움직이면 진동판 근처의 공기는 비교적 낮은 공기 압력의 작은 체적이 만들어져 소하게 된다. 이 소 역시 스피커로부터 멀리 전파된다.
※ 일반적으로 소리는 모든 방향으로 전파 되지만 우리는 이 실험에서 직선형 관을 이용하여 일차원의 전파로 단순화하기로 한다.

참고자료

· 일반 물리학 실험 - 청범출판사
· http://physica.gsnu.ac.kr/physedu/wavelight/sound/sound.html
· http://www.sunileng.co.kr/user/ftp/data/4-s.htm
· http://phylab.kaist.ac.kr/2_2_content_6.htm
· http://nucl-a.inha.ac.kr/physics/phys1/main/class/12/c/
· www.google.co.kr
· 네이버 백과 사전