[물리실험보고서] 음파(소리)의 특성과 분석

목차

Ⅰ. 제목 및 실험(동기)목표

Ⅱ. 이론

Ⅲ. 실험 방법
1. 실험 준비물
2. 실험 장치도
3. 실험 절차

Ⅳ. 결과 및 해석
1. 실험 결과 Data
2. 결과 해석

Ⅴ. 오차 분석

Ⅵ. 결론 및 고찰

VII. 참고 서적 및 출처

본문내용

Ⅰ. 실험(동기)목표
1) 다양한 음원(음성, 악기, 소리굽쇠)에서 발생하는 소리의 특성(진폭, 진동수)을 분석한다.
2) 맥놀이(Beat) 현상을 통하여 음파의 간섭과 중첩을 이해한다.

Ⅱ. 이론적 배경
1) 소리의 발생
모든 소리는 물체의 진동에 의해 발생된다. 피아노, 바이올린, 기타 등은 현의 진동에 의해 소리를 발생시키고, 북은 팽팽한 가죽의 진동에 의해 소리를 발생시키며, 가수는 성대를 진동시킴으로써 소리를 발생시킨다.
2) 소리의 전달
소리는 공기와 같은 매질 내를 전파하는 종파이다. 또 소리는 기체나 액체 또는 고체 내부를 전파하는 역학적 파동이고, 역학적 파동으로의 횡파는 기체나 액체 내에서 전파될 수 없다.
소리굽쇠는 2개의 금속가지로 이루어져 있고, 이 가지를 두드릴 때 진동한다. 이 때 소리굽쇠의 가지의 진동은 주위의 공기를 교란시킨다.
소리굽쇠의 가지가 오른쪽으로 진동할 때 운동하는 가지의 정면에 있는 공기 분자들은 강제적으로 밀려 서로 가깝게 된다. 이러한 높은 공기 밀도와 높은 압력 부분을 압축부(밀한 부분)라고 한다. 이 압축부는 연못의 잔물결처럼 소리굽쇠에서 멀리 퍼져 나간다.
다음 순간에 소리굽쇠의 가지가 왼쪽으로 이동하면 가지의 오른쪽 분자들이 퍼져 이 영역의 밀도와 압력은 정상보다 낮아진다. 이와 같이 정상 밀도보다 낮은 영역을 희박부(소한 부분)라고 하며, 희박부의 오른쪽이 있는 분자들은 왼쪽으로 이동한다. 소리굽쇠가 연속적으로 진도함에 따라 진동면에 접해 있던 공기를 주기적으로 밀었다 당겼다 하여 공기의 밀도가 변하게 되고, 그 결과로 공기의 진동이 종파(소밀파)로서 전달된다.
소리의 특징은 다음과 같다
① 매질이 없는 진공에서는 소리가 전달되지 않는다.
② 공기가 밀한 곳은 압력이 높고, 소한 곳은 압력이 낮다.
③ 음파는 진동수에 따라 세 가지로 분류된다. 가청음파, 초저주파 음파, 초음파
3) 소리의 감각
소리의 파형을 분석해 보면 소리굽쇠의 소리와 같이 파형이 1개인 사인곡선으로 나타나는 소리(순음)도 있지만 대부분은 진동수가 다른 여러 개의 사인파가 합성되어 소리를 구성하고 있다.

참고 자료

하이탑 물리 II / 김종권, 김성진 / 두산동아
일반 물리학 / 할리데이 외 / 범한서적 주식회사