물실 2실험11 공명실험

목차

1.실험 목적
2.관련 이론
3.실험 방법
4.실험 결과
5.분석 및 토의
6.참고 문헌

본문내용

1.실험 목적
음파에 의해 플라스틱 공명관의 기주에 형성된 정상파로부터 공명진동수를 구하고 진폭의 최고점 및 최저점의 위치를 측정하여 파장을 계산함으로써 음속을 측정한다.

2.관련 이론
기주란 강체로 만들어진, 단면적이 일정한 세관 속의 공기를 말한다. 관 속의 공기를 진동시키면 안정된 정상파가 발생하여, 일정한 높이의 소리를 낸다.
관에서 열린 쪽은 자유단이 되므로 반사파의 위상과 입사파의 위상이 같아서 중첩될 때 진폭이 두 배가 된다. 반면 막힌 쪽은 현의 진동처럼 고정단이 되기 때문에 반사파의 위상이 입사파의 위상과 반대가 되어 상쇄 간섭이 일어난다. 그러므로 기주의 진동에서 열린 곳은 항상 배가 되고 닫힌 곳은 마디가 된다.

<중 략>

① 공명관, 오실로스코프, 교류발진기를 설치하고 오실로스코프의 쓸기속도(sweep speed)를 약5ms/div, channel 1의 이득(gain)을 5mV/div로 맞춘다.
② 먼저 열린관에 대해서 교류발진기의 출력진동수를 약 100Hz에 맞추고 스피커에서 소리가 들릴 정도로 진폭의 크기를 조절한 후에 오실로스코프를 스피커 출력에 트리거(trigger)한다.
③ 진동수를 천천히 증가시키면서 소리를 주의 깊게 듣는다. 보통 교류발진기와 스피커가 고주파수에서 효율이 높기 때문에 진동수를 증가시키면 소리가 더 커지게 된다. 어느 정도 상대적으로 소리의 크기가 최대인 진동수를 찾은 후에 단자를 앞뒤로 조절하면서 소리 크기의 최대점을 보다 정확히 찾는다. 이 최대점이 바로 한 개의 공명방식이며 그 때의 진동수가 최소 공명진동수 로서, 이를 실험결과의 표에 기록한다.

<중 략>

진동수, 온도, 압력, 수증기분압 그리고 파장을 알면 음속을 구할 수 있다는 것을 알게 되었다. 역으로 진동수를 모르더라도 음속을 안다면 진동수를 구할 수 있다는 것도 알게 되었다.

참고 자료

물리학 및 실험(저자 임헌화 외 10명 공저/개정 2판)