기주공명

소개글

기주공명

목차

▷실험제목
▷실험목적
▷이론1(메뉴얼)
▷이론2(조사)
▷이론3(조사)
▷실험기구
▷실험방법
▷참고문헌

본문내용

▷실험제목
-->실험6 기주공명
▷실험목적
-->음파란 무엇인지 이해하고, 스피커를 이용하여 우리가 알고 있는 주파수를 가진 음파를 발생시켜 공명 조건과 정상파의 의미를 알아보자.
▷이론1(메뉴얼)
음파는 진동 방향과 진행 방향이 같은 세로파동이다. 그래서 음파는 매질 속에서 밀함과 소함을 반복하면서 진행한다. 이러한 파동은 서로 만나면 간섭을 하게 되는데, 이번 실험에서는 관의 끝을 막음으로써 되돌아오는 음파와 스피커에서 발생하는 음파와 간섭을 하도록 실험준비를 하였다. 이 상황에서 발생하는 현상이 바로 정상파(standing wave)이다. 정상파는 배와 마디를 가지고 있다. 배는 정상파에서 진폭이 원래의 두 배가 되어 시간에 대해 진동하는 부분이며, 마디는 진동이 없이 고정되어 있는 부분이다.
이 실험에서 관 속에서 음파는 양쪽 끝을 오가며 여러 번 반사를 일으킨다. 이러한 여러 번의 반사가 있는 동안 서로 음파들이 중첩되어 일반적으로는 작은 진폭을 보일 것이다. 하지만 모든 반사파가 같은 위상을 가지고 있을 때에는 최대 진폭을 갖게 된다. 이때의 주파수를 공명 주파수라고 한다. 만일 관의 한 쪽이 열려있다면 관의 열린 끝 부분에서 공기의 밀함과 소함이 자유롭게 일어날 수 있으므로 배가 형성되고, 닫혀있다면 공기의 밀함과 소함이 자유롭지 못하여 마디가 형성될 수밖에 없다.
이 실험에서는 관의 한 쪽 끝은 막혀있고 나머지 끝은 스피커로 막았지만 이 부분에서 가장 큰 진동이 있도록 한 셈이므로 근사적으로 배가 형성되어야 한다. 따라서 이 실험에서 공명은 다음과 같은 조건에서 일어난다.
관의 길이를 L 이라 하고 사용된 음파의 파장을 λ, 진동수를 f, 음속을 v라 할 때
(위 식을 반드시 일반물리 교재를 보며 공부하도록 하자.)

참고 자료

-->2학기 일반물리 메뉴얼
-->http://www-ph.postech.ac.kr/Edulab/gen-phy/exp9/EXP9.html(이론2)
-->http://heebok.kongju.ac.kr/experiment/optics/lw16.html(이론3)