일반물리학 실험 - 관의 공명

일반물리학 실험 - 관의 공명

1. 제목
관의 공명

2. 목적
음파에 의해 플라스틱 공명과의 기주에 형성된 정상파로부터 공명진동수를 구하고 진폭의 최고점 및 최저점의 위치를 측정하여 파장을 계산함으로써 음속을 측정한다.
3. 이론
(1) 음 파
스피커의 진동판이 진동하면 음파가 공기중으로 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 이동하는것이 아니고, 스피커 떨림의 진동수로 스피커로부터 가까워지고 멀어지고 하는것을 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. 또한 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.

(2) 관 내에서의 정상파(Standing Wave)
(a) 관내에서 마디(N)는 중앙에 배(A)는 양쪽 끝에 있다. (b) 대응하는 줄의 정상파
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