1. 실험목적
1) 관길이를 일정하게 유지시켜 기주가 공명하는 지점에서 소리의 진동수를 측정함으로서 공기 중의 음속을 측정할 수 있다.
2) 소리의 진동수를 일정하게 유지시켜 기주가 공명하는 소리의 파장을 측정함으로서 공기 중의 음속을 측정할 수 있다.
2. 실험기구
기주공명장치, 온도계, funtion generator, 스피커
3. 실험원리
1) 공기 중에서의 음속
이 실험에서,
(B=체적탄성률, α=1/273.16)
2) 기주의 진동(폐관의 진동)
한쪽 끝이 닫힌 폐관 속의 공기를 진동시켜 정상파를 발생시키면 막힌 쪽의 공기는 진동할 수 없어 마디가 되고, 열린 쪽은 크게 진동하는 배가 된다. 따라서 폐관 속에서는 마디에서 배까지의 정상파가 생긴다.
정상파의 마디에서 배까지 거리는 이므로 길이가 인 폐관 속에는 의 홀수배인 정상파가 생기게 된다.
측정한다.마이크로폰을 이동하면서 오실로스코프 상의 신호의 진폭이 상대적으로 최대와 최소를 가지는 지점의 위치 (그림 29.1(b)) 를 기록한다.식(29.3(을 이용해 음파의 파장 λ를 구하고 식 (29.5)를 이용해 음속을 구한다.공명조건을 참고하여 공명이 일어나는 다른 진동수를 찾아 과정 (2)~(4)를 반복한다.기주의 한쪽 끝이 열린 경우에서 구한 음속과 비교한다.식 (29.6)을 이용하여 계산한 값과 측정값을 비교한다.일반물리학실험결과보고서음파의
실험보다 오차가 조금더 컸다. 그래도 실험은 잘돤것 같았다.이런 오차가 생긴 이유를 생각해보면 우선 소리를 찾기 굉장히 힘들었다. 다른 많은 조들과 함께 실험을 하다 보니 도무지 어느것이 우리 공명장치에서 발생하는 소리인지 찾아내기가 매우 힘들었다. 그리고 사람의 눈과 사람의 손으로 하는 실험이기 때문에 가장 소리가 커지는 부분에서 정확히 물의 위치를 측정하기는 매우 힘들었다. 그 부분에서 오차가 발생한 것으로 생각이 된다.
기주의 구조에 대해서(열린 관 또는 닫힌 관) 측정한 공명진동수(f)를 최소 공명진동수(f o)로 나눈 숫자들이 정수의 수열을 이루는지 점검하고 만약 그렇지 못하다면 어디에 오차가 있었는지 확인하여 다시 정확한 최소 공명진동수를 찾아본다.● 실험결과A. 공명주파수 측정1. 열린 관의 공명진동수 2. 닫힌 관의 공명진동수진동수(f)f over f 014812992.025013.3856874.641진동수(f)f over f 013413172.3654953.6946644.955B. 음속 측정1. 열린관 (
기주 끝에 두고 함수 발생기의 sine 파 진동수를 3.0kHz 근처에서 천천히 바꾸면서 마이크로폰 신호의 진폭이 상대적으로 최소가 되는 공명진동수를 찾고 멀티미터를 이용해 정확한 진동수를 측정한다.(3) 마이크로폰을 이동하면서 오실로스코프상의 신호의 진폭이 상대적으로최대와 최소를 가지는 지점의 위치를 기록한다.(4) 식을 이용해 음파의 파장을 구하고 식을 이용해 음속을 구한다.(5) 공명조건을 참고하여 공명이 일어나는 다른 진동수를 찾아
기주의 한쪽이 열린 경우는 L+0.6a = (2n-1)over4λ υ=fλ에서 공명진동수 f는f=(2n-1)over4(L+0.6a)υ 가 되고, 기주의 양끝이 열린 경우는L+1.2a = nover2λ υ=fλ에서 공명진동수 f는f=nover2(L+1.2a)υ 가 된다.(6) 측정한 공명진동수를 이용하여 기본 공명진동수를 구하고 관의 개폐에 따른 공명조건에 부합하는지 보이고 설명하시오.관의 직경효과를 고려하지 않았을 경우에는 실험결과에서 보였으므로 관의 직경효과를 고려했을 경우만 보이겠다. 관의
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