관의진동 물리실험 보고서

목차

1. 실험 목적 (실험 목표)

2. 준비물

3. 이론적 배경
(1) 파동의 정의
(2) 파동의 중첩
(3) 파동의 간섭
(4) 정상파
(5) 공명
(6) 닫힌 관의 공명 조건
(7) 음파의 속력

4. 실험 방법

5. 실험결과

6. 결론 및 토의
(1) 파장의 평균값과 속도 구하기
(2) 결론
(3) 토의
(4)느낀 점

본문내용

1. 실험 목적 (실험 목표)
파동의 종류, 중첩과 간섭 및 공명에 대한 원리를 이해한다. 기주공명 실험장치를 만들어서 공명 현상을 관찰하여 기주공명 장치의 고유 진동수를 측정한 후에 음파의 속도를 구하고 실험값과 이론값의 차이를 분석한다.

2. 준비물
투명 파이프(2종), 투명 스티커 자(30cm), 부저, 양면 테이프, 스위치, 와이어 스트리퍼, 네임 펜(4색), 스마트폰(주파수 발생기 앱), 온도계

3. 이론적 배경

(1) 파동의 정의
파동은 공간이나 물질의 한 부분에서 생긴 주기적인 진동이 시간의 흐름에 따라 주위로 멀리 퍼져 나가는 현상을 말한다. 호수 면에 돌을 던지면 돌이 던져진 자리를 중심으로 원 모양의 물결이 가장자리로 퍼져 나가는 것을 볼 수 있는데 이것을 파동이라고 부른다. 이때 파동은 에너지를 전파할 뿐 물과 같은 매개 물질을 직접 이동시키지는 않는다. 주기적인 파동의 성질을 이해하기 위해서 그림과 같이 진폭, 파장, 마루, 골 등의 용어로 파동을 표현할 수 있다. 파장은 파동이 한번 진동하는 동한 진행하는 거리이다.

(2) 파동의 중첩
두 개 이상의 파동이 겹치는 것을 파동의 중첩이라고 한다. 두 개 이상의 파동이 중첩한 결과 만들어지는 파동을 합성파라고 하는데 합성파의 변위는 각각의 파동 변위의 합과 같다.

(3) 파동의 간섭
두 개 이상의 파동이 중첩되면 진폭이 변하게 되는데 합성파의 변위가 커지면 보강간섭 이라고 하고 합성파의 변위가 작아지면 상쇄간섭 이라고 한다.

(4) 정상파
진동의 마디나 배의 위치가 공간적으로 이동하지 않는 파동을 정상파라고 한다. 정상파는 파동이 진행하지 않고 진동하고 있는 것처럼 보인다. 진폭이 최대가 되는 점을 배라고 하고 항상 진동하지 않는 점을 마디라고 한다. 같은 진동수와 파장, 진폭을 갖는 두 파동이 서로 마주보며 진행할 때 정상파를 만들게 된다.

참고 자료

변태진, 박종찬, 최우석, 남경식, 최대중 (2013) 고등학교 물리실험책
미니기주공명 실험장치 만들기 참사이언스
http://blog.daum.net/_blog/BlogTypeView.do?blogid=0EF5K&articleno=12209244&categoryId=223691&regdt=20150112121655