물리실험 음속측정

물리실험 음속측정

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본문 R E P O R T 음속측정 실험 목적 관 내부에서 일정한 주파수(진동수)의 음파가 전파될 때 관의 길이 변화에 따른 음파의 공명현상을 이해하고, 기주(공기기둥)가 공명할 때 물의 높이를 재서 음파의 파장을 알아내고 음파의 속도(음속)를 구한다. 2. 실험 원리 진동수 f인 음파의 공기 중에서의 파장을 λ라 하면, 이 음파가 공기 중을 전파하는 속도 v는 v=f lambda 관계식을 만족한다. 진동수가 알려진 소리굽쇠를 진동시켜서 한쪽 끝이 막힌 유리관의 열린 쪽 관 끝에 접근시키면 관속에서 음파는 양 쪽 끝을 오가며 반사를 여러 번 일으킨다. 이렇게 여러 번 반사되는 동안 서로 중첩되어 일반적으로는 작은 진동을 보일 것이다. 하지만 관의 길이가 적당한 값을 가지면 진행파와 반사파가 같은 위상을 가지게 되고 최대의 진폭을 가지는 공명이 일어난다. 이 때 파는 제자리에서 진동하는 것처럼 보이는 정상파가 된다. 정상파는 배와 마디를 가지고 있다. 배는 정상파에서 진폭이 최대와 최소를 진동하는 부분이며, 마디는 진동이 없이 곶ㅇ되어 있는 부분이다. 관의 열린 쪽은 배가 되어야 하고, 막힌 쪽은 마디가 되어야 한다. 정상파의 파장 λ는 v=2f(L _ n+1 -L _ n )=L _ n+2 -L _ n ,`n GEQ 1이 된다. 여기서 L _ 1 , L _ 2 들은 유리관 내의 공명위치를 나타낸다. 관 끝 L _ 0 에서 첫 번째 공명위치 L _ 1 까지의 길이는 lambda /4에 가까우나 실제는 이 값보다 조금 작다. 이는 첫 번째 정상파의 배(복부)가 관이 모양, 크기 등에 따라서 관 끝보다 조금 위쪽에 위치한다는 것을 의미하며, 원주형의 관인 경우애는 관 끝에서부터 복부까지 거리 δ와 관의 내반경 r과의 비(관 끝 보정), 즉 δ/r는 약 0.55~0.85이다. 공기 중 또는 어떤 기체중의 음속은 다음 식에 의하여 매질의 물리적 성질에 관계된다. v= sqrt gamma over rho kappa = sqrt gamma P over rho . 여기서 ρ는 매질의 밀도, κ는 압축률, γ는 비열비이다. 이를 열역학의 기체법칙으로 전개하면 v=v _ 0 sqrt 1+t/273 =331.48(1+0.00183t). 3. 실험기구 및 장치 ① 공명장치 (유리관(기주), 스탠드, 물그릇, 연결호스, 클램프) ② 소리굽쇠 ③ 고무망치 ④ 온도계 ⑤ 버니어 캘리퍼스 하고 싶은 말 좀 더 업그레이드하여 자료를 보완하여, 과제물을 꼼꼼하게 정성을 들어 작성했습니다. 위 자료 요약정리 잘되어 있으니 잘 참고하시어 학업에 나날이 발전이 있기를 기원합니다 ^^ 구입자 분의 앞날에 항상 무궁한 발전과 행복과 행운이 깃들기를 홧팅 키워드 관, 공기, 실험, 공명, 마디, 번째