실험 결과 보고서1. 실험 제목Melde 장치에 의한 전기음차의 진동수 측정2. 실험 목적Melde의 방법에 의하여 현에 횡파의 정상파를 만들고 이 정상파로부터 전자음차의 진동수를 측정한다.3. 실험 기구Melde 장치, 직류전원장치, 실, 분동, 미터자 등4. 원리 및 이론, 실험 방법-원리 및 이론장력이 T이고, 선밀도가 ρ인 현에 전달되는 횡파의 속도는v= sqrt {{T} over {rho }} 이고,길이가 ?인 현에 생기는 횡파의 정상파 파장lambda 와 현의 고유진동수 v는 각각lambda _{n} = {2l} over {n}이고, 길이 l인 현에 생기는 횡파의 정상파 파장lambda 와 현의 고유진동수 v는 각각lambda _{n} = {2l} over {n``} `,`v _{n`} =` {v} over {lambda _{n}} = {n} over {2l} sqrt {{T} over {rho }}이다.여기서 n는 정상파의 배수와 같으며 n=1일 때가 기본진동이고 n=2,3,4,..일 때가 2배, 3배, 4배,... 진동이 된다.전자기학에 의하면 자기장 B=μH인 장소에서 B에 대하여 Φ인 각으로 i[A]의 전류가 흐를 때 전류의 ids인 미소부분에 작용하는 힘의 크기는dF=ids mu Hsin phi 이다. 그 힘의 방향은 위 식과 같이 Fleming의 왼손법칙에 의해서 ids와 B가 이루는 평면에 대해서 직각이고, I에서 B의 방향에 오른나사가 회전할 때의 진행하는 방향이다.전기음차의 구조는 위 그림에 보듯이, 중앙의 C는 전자석이고, 터미널 F,G에 직류 전원 E(4~10volt)가 가변저항 R(0~2A, 0~15Ω)을 지나서 접속되어 있다. 전류가 흐르면 음차의 양팔은 전자석 C에 끌려 당겨지게 되고, 그 순간 백금선 Pt가 단자 D와 접속되면서 전자석이 다시 자성을 띄게 된다.이와 같이 하여 전자음차는 그 고유진동수 v로 단진동을 한다.- 실험 방법1. 음차의 진동이 현과 수직인 경우, 추 M 또는 도르레 B의 위치를 조절하여 전자음차와 현이 공명을 일으키도록 하고, 이때 전자음차와 현의 진동수를 각각 v 및 v1으로 하면 v=v1이 성립한다.2. 현의 진동수를 구하기 위해, 현의 정상파 마디의 위치를 측정하고 평균치를 내어 그 파장lambda _{1}을 정한다.3. 현의 길이ELL cm의 질량 m을 측정해서, 그 선밀도rho =`m/ ELL (g/cm)을 구한다.4. 고유 진동수 v는 다음과 같이 구한다.v=v _{1} = {1} over {lambda _{1}} sqrt {{Mg} over {rho }} [Hz]5. 위와 동일한 실에 동일 장력을 걸어 놓은 상태에서, 전자음차의 진동이 현과 평행 한 경우 1~3을 반복한다.6. 전자음차의 진동이 현과 수평한 경우 전자음차가 2번 좌우로 진동했을 대 정상파는 1번 진동하게 된다. 따라서 현의 진동수는v _{} =2v _{2} = {2} over {lambda _{2}} sqrt {{Mg} over {rho }}(HZ)로부터 고유 진동수 v를 구한다.7. 도르래 또는 지점의 마찰은 상당히 크므로 현을 연직으로 매고 실험을 한다.5. 실험치 (실험 데이터)* 현에 수평한 경우 현의 선밀도rho : 0.00273kg/m마디위치횟수M#[g]````x _{1}#[cm]````` lambda #[cm]````x _{2}#[cm]````` lambda #[cm]````x _{3}#[cm]````` lambda #[cm]lambda `평균#``[cm]````` nu #[Hz]172336661.8123.691.3182.6*************.760.791.391.3*************128.410066.64329471.532.616.3
