[KAIST물리실험]Resonance Tube

소개

2006년도 KAIST 일반물리학실험 오실로스코프에 관한 실험 보고서입니다.
본 과목 학점 A를받았습니다.
물리과 전공 선배들의 도움으로 작성하였기 때문에 후회하시지 않을 겁니다.

목차

1. 서론
2. 실험의 의미
3. 실험 방법 및 결과
1. Resonant frequencies of a Tube
2. Standing waves in a Tube
3. Tube length and Resonant modes
4. The speed of sound in a Tube
4. 결론

본문내용

1. 서론

관의 주위에 있는 음원에서 소리가 날 경우, 어떤 진동수에서는 관이 전달된 소리를 증폭시키는 경우가 있다. 이러한 진동수를 공명주파수라고 하는데, 관의 기하학 적인 특성으로 인해 특정한 진동수를 가진 음파의 에너지가 최대로 전달되기 때문에 일어난다.
음파가 관을 통해서 전달되는 경우 관의 다른 쪽 끝에서 다시 반사되어 반대방향으로 다시 돌아가게 되어, 관내부에서는 원래의 전파되어 가는 음파와 반사파들이 서로 간섭을 일으키게 된다. 특히 관의 길이와 음파의 파장이 적당한 조건아래에서는 관내부의 모든 음파들이 동일한 위상을 가지고 투과하는 경우가 생기게 된다. 이러한 경우를 정상파 (standing wave)가 형성되었다고 하며, 이 때의 진동수를 공명주파수(resonance frequency)라 한다.
개관의 진동은 양끝이 배가 되는 정상파로
(관의 길이)
(공명 주파수)
폐관의 진동은 막힌 쪽이 마디, 열린 쪽이 배가 되는 정상파로
(관의 길이)
(공명 주파수) 로 나타낼 수 있다.

2. 실험의 의미

어떤 음원에서 관속으로 전달되는 음파의 에너지가 최대가 되는 공명주파수를 측정하고 이 때 생겨나는 정상파의 공명모드(resonance mode)를 측정한 뒤 관의 길이와의 관계를 조사한다. 기초적인 전자 장비인 Oscilloscope의 사용법을 익히기 위해 소리의 속도를 v= f * λ관계식을 이용해서 구해본다.
정상파를 관찰하는 실험에서는 출력파의 진폭을 1(V) 이하로 낮추어서, 높은 진동수의 영역까지 측정할 수 있도록 한다. 음속 측정 실험에서는 출력파의 진폭이 높은 것이 반사파의 측정에 용이하지만, 너무 높게해서 다른 조의 실험에 방해가 되지 않도록 한다.

참고자료

· 없음