일반물��학씄험 보고서 '음파의 성질'(A+) - 부산대학껓 기계공학부

1. 실험 목적
관 속에서 파의 공명 현상을 이해하고, 이를 이용하여 공기 중의 음파의 파장과 속도를 측정한다.

2. 실험 원리
기체 속에서 압력의 요동이 생기면 기체의 밀도도 압력에 따라 같은 형의 요동을 한다. 이러한 요동은 기체를 따라 파동의 형태로 전파하게 되는데 이것이 소리이다. 다시 표현하면 기체 속에서의 음파는 기체를 따라 전파되는 압축과 팽창의 연속적인 결과로 이루어진 파동이고 전파 방향과 진동 방향이 같은 종파이다.
[그림1] - (a)왿� 같이 한쪽 끝이 닫혀 있는 관의 경우에 스피커를 이용하여 관 속의 공기를 진동시키면 관의 길이 방향으로 전파되는 음파가 생긴다. 공기 기둥의 길이 을 피스톤으로 조절한 후 스피커의 표면을 진동시키면 종파인 음파가 공기 기둥의 길이 방향으로 속도 로 진행하다가 공기 기둥의 끝인 피스톤을 만나 반사되어 나온다.
공명이 일어나면 입사파왿� 반사파의 간섭에 의해 음파는 진행파가 되지 않으며, 파의 진폭은 시간에는 무관하고 위치만의 함수로 주어지는 정상파가 된다. 피스톤 표면에서 입사파왿� 반사파의 위상차는 이므로 변위의 진폭이 최소인 마디가 되고, 공기 기둥의 끝은 변위의 진폭이 최대인 배가 된다.

3. 실험 기구 및 재료
공명 관 장치, 헤드폰, 헤드폰 증폭기, 함수 발생기

4. 실험 방법
<실험 1> 공기 기둥의 한쪽이 막힌 경우
① [그림 2]왿� 같이 헤드폰과 마이크로폰을 헤드폰 증폭기왿� 연결한다.
② 함수발생기의 출력단자(MAIN)에 출력선을 연결한다. 진폭(AMPL) 조절손잡이를 반시계 방향 최소로 돌려놓고 전원을 켠다.
③ 파형 선택 단추(WAVE)가 sine파형으로 설정이 되어 있는지 확인하고 진동수를 1.0 kHz로 설정한다.
④ 함수발생기의 출력선을 공명관 장치의 스피커 연결단자에 연결한다.
⑤ 함수발생기의 출력스위치(OUTPUT ON)를 눌러 스피커에서 소리가 들리는지 확인한다.