기주공명실험

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TZ-SLE-162739

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2019.12.31

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기주공명실험 자료입니다

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소개글

기주공명실험에 관한 주제로 작성한 레포트 예문입니다.

저작시기 : 2006년 5월

본문내용

# 1 기주공명실험 예비 레포트
1.실험 제목
기주공명-음속측정실험
2.실험 뫈
tube안에서 일정한 주파수를 가진 음파가 진행해나갈
때 관의 길이에 따른 음파의 공명현상을 관찰하고, 공명현상이 일어날 때의 정상파의 모양을 관찰하며 이를 이용해 공기중에서의 음속을 측정한다
3.이론 및 원리
음이란 무엇인가?
우리가 살고 있는 지구상에는 공기압이 존재하고 있다.
음파란 음원에서 발생한 진동이 공기압의 주기적인 변화를 일으켜서 조밀파의 형태로 전파되는 현상을 말한다.이것의 예로서 큰 우퍼 스피커를 들 수 있는데, 입력 신호에 따라서 스피커의 진동막이 앞뒤로 크게 떨리는 현상을 볼 수 있다.이때, 스피커의 진동막이 앞으로 움직이면 스피커 가까이에 있는 공기는 압축되고, 뒤로 움직이면 팽창된다.
그림 1.음파의 발생 원리
이와 같이 공기의 탄성적인 성질에 의해서 발생하는 매
질의 상태변화가 교류적인 물결로 주위에 전달된다고 해서 음을 탄성파 또는 조밀파라고 부르고 있다.그림1과 같이 공기압력이 변화하면 음파가 형성된다.그러나 공기압력이 항상 일정하다면 매우 조용한 상태를 유지하게 된다.따라서 공기가 전혀 없는 진공상태에서는 음파가 존재할 수 없다.
이러한 음은 음파의 상태와 진도에 따라서 통상 두가지
로 분류할 수 있는데
1.음, 그자체만을 다루는 물리학적인 것
2.음이 인간의 귀에 도달하여 생리적 또는 심리적으로
작용하는 것
으로 나눌 수 있다.
여기서 전자를 음파(sound wave) 또는 음향(
acoustic)이라고 부르며, 후자를 단순히 음(sound)라고 부르며 구별한다
정상파란
진폭과 진동수가 같은 두 파동이 서로 반대방향으로 진
행하여 중첩되어 나타나는 모습을 보면 마치 파동이 이동하지 않고 제자리에서 진동하는 것처럼 보인다.중첩된 이러한 파동을 정상파라고 한다.
정상파를 보면 진동하지 않는 점(이 점들을 마디(no
de)라고 한다.)들이 있는 가 하면 진폭이 두배가 되는 점(이 점들을 배(antinode)라고 한다.)들이 있다.파동이 다른 매질을 만났을 때 그 경계면에서 반사율이 좋으면(반사파의 진폭이 입사파의 진폭과 거의 같으면 ) 입사파와 반사파가 중첩되어 정상파가 생긴다.이 때 경계면이 고정단이면 그 경계면에서 입사파와 반사파의 위상이 서로 반대(또는 180도)가 된다.즉,중첩의 원리에 의 경계면에서입사파와 반사파는 상쇄되어 그 곳에서는 정상파의 마디가 생긴다.
그러나 경계면이 자유단이라고 하면 입사파와 반사파의
위상이 같아 중첩될 때 진폭이두배가 되어 진동하게 된다.즉 경계면에서는 정상파의 배가 생기게 되는 것이다.여기서 배는 정상파에서 진폭이 최대와 최소로 진동하는 부분이며, 마디는 진동이 없이 고정되어 있는 부분이다.열린관에서는 끝부분이 배가 되어야 하며, 막힌관에서는 끝부분은 더 이상 이동할 곳이 없으므로 마디가 되어야 한다.
관속에서 음파는 양쪽 끝을 오가면서 여러번 반사되고
반사되는 동안 서로 중첩되어 일반적으로는 작은 진폭을 보일 것이다.하지만 모든 반사파가 같은 위상을 가지고 있을 때 최대 진폭을 갖게 된다.이때의 주파수를 공명주파수라고 한다. (이하 생략)