[자연과학] 물리 및 실험 - 음속측정(measurement)
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작성일 22-12-13 06:04
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이 때 유리 관 속의 공기 기둥이 적당한 길이여서 관의 열린 곳이 정상파의 배가 되어야 하며 이 배에서의 공기 진동에 소리굽쇠의 진동에 의한 음파가 공명을 일으켜 대단히 큰 소리가 난다. 그림과 같이 공명이 발생하는 마디점의 위치 , 의 위치를 잣눈 로 읽어 이라고 하면
(3)
이다.
experiment(실험) 순서에 상대하여 설명(說明)하자면,
1) 그림과 같이 공기 기둥 공명 장치에 물을 채운다, 이 때 물통 를 위 아래로 움직…(생략(省略))
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실험과제/물리
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다. 음파의 파장 와 소리굽쇠의 진동수 는 음속 와 다음 관계를 만족한다. 는 공기의 체적 팽창계수이다. 즉 소리굽쇠와 공기 기둥 사이에 공명이 일어난다. 이것은 첫 번째 정상파의 배가 관의 모양, 크기 등에 따라 관 끝에서 약간 바깥쪽에 있다는 것을 의미한다. 공명이 일어날 때의 공기 기둥의 길이와 소리굽쇠의 진동에 의한 음파의 파장 의 관계를 그림에 나타내었다. (끝 效果, terminal effect). 따라서 정확한 음속을 측정(測定) 하려면 여러 공명 위치를 찾아서 식 (5)로 계산하여야 한다.
소리굽쇠 를 진동시켜 생긴 음파가 한쪽 끝이 물로 막힌 유리 관 속을 전파하면 관 속의 수면에서 반사된 음파와 간섭하여 정상파가 생긴다.순서
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1. experiment(실험)目標(목표)
소리굽쇠를 진동시켜 소리의 波動(파동)이 유리관 내를 전파하도록 하고 정상파가 되는 공명 조건을 찾아 음파의 파장을 구하여 공기 중 음속을 측정(測定) 한다.
2. experiment(실험)내용
이 experiment(실험)에서는 공기 기둥, 공명 장치(공명용 유리관, 스탠드, 클램프, 수위 alteration(변화) 장치), 소리굽쇠, 고무망치, 온도계, 압력계등이 쓰였다.
이 experiment(실험)의 公式(공식)을 증명해 보면,
공기 중의 음속은 Laplace의 理論에 의하면 , 대기압 하에서
(1)
이다, 여기서 는 공기의 정압비열/정적비열이며 는 공기의 밀도. 0, 1기압 하에서 음속을 이라 하면
(2)
이다.
(4)
식 (3)과 (4)에서 음속 는
(5)
이 된다 그림에서 관 끝에서 첫 번째 공명 위치 까지의 길이는 에 해당되나 실제는 이 값보다 조금 작다.
