공명과 악기

목차

1. 공명

2. 실생활에서 이용된 공명의 사례
(1) 그네의 운동
(2) 라디오 주파수
(3) 마이크로파
(4) 타고마 다리 붕괴 원인
(5) 목소리로 포도주 잔을 깨보자
(6) 다리를 행진하는 군인은 발맞추지 마라
(7) 세탁기 통이 멈출 때 쿵쿵거리는 소리의 정체
(8) 자기공명단층촬영 장치(MRI)

3. 다양한 분야에서 사용되는 공명의 예시
(1) 역학에서의 공명
(2) 음향학에서의 공명
(3) 광학에서의 공명
(4) 양자역학에서의 공명
(5) 분광학에서의 공명

4. 악기와 공명

5. 공명을 이용한 악기의 예
(1) 해금
(2) 실로폰
(3) 마림바
(4) 바이올린
(5) 아쟁
(6) 피아노

본문내용

1. 공명
공명은 특정 진동수(주파수)에서 큰 진폭으로 진동하는 현상을 말한다. 이때의 특정 진동수를 공명 진동수라고 하며, 공명 진동수에서는 작은 힘의 작용에도 큰 진폭 및 에너지를 전달할 수 있게 된다. 모든 물체는 각각의 고유한 진동수를 가지고 진동하며 이 때 물체의 진동수를 고유 진동수라고 한다. 물체는 여러 개의 고유 진동수를 가질 수 있으며 고유 진동수와 같은 진동수의 외력이 주기적으로 전달되어 진폭이 크게 증가하는 현상을 공명현상이라고 한다. 이때의 진동수는 공명 진동수가 된다. 진동은 역학계, 음향계, 광학계 등 많은 종류의 진동계에서 나타날 수 있으며, 이 중 전기·공학적 진동계에서의 공명을 공진이라고도 한다. 공명의 조건에서 진동체가 서로 연결되어 있는 경우에는 에너지의 교환이 쉽게 이루어진다.

2. 실생활에서 이용된 공명의 사례
(1) 그네의 운동
사람이 타고 있는 그네를 밀 때 그네 운동의 고유 진동수에 맞게 그네를 밀게 되면, 그네는 높이 올라갈 수 있게 된다. 이는 그네를 진자의 운동으로 생각했을 때, 운동하는 진자의 진동수와 같은 고유 진동수의 힘을 가했을 때, 진폭이 커지게 되는 것으로 이해할 수 있다.

(2) 라디오 주파수
라디오 주파수를 맞추거나 TV채널을 바꾸는 것 또한 공명현상의 원리가 적용된다. 여기서 라디오의 주파수를 맞춘다는 것이 바로 공명. TV의 채널을 바꾸는 것도 같은 원리다. 우리가 라디오 주파수나 채널을 맞춘다는 것은 라디오/TV 내부의 회로 진동수를 방송국의 전파 진동수와 일치시키는 일종의 공명이다. 이러한 공명 현상을 이용해 각 방송국의 고유의 주파수와 일치하는 주파수를 선택하여 방송을 수신하게 되는 것이다.

(3) 마이크로파
전자레인지는 파장이 약 1.2 ㎝인 마이크로파를 방출해 음식 속의 물 분자를 진동시킨다. 음식물 속의 물 분자가 공명 현상에 의해 큰 폭으로 진동하면 분자운동으로 발생하는 열에너지가 음식물의 온도를 높이면서 데워지거나 조리되는 것이다.

참고 자료

없음