[자연과학] 물리학 test(실험) - 음속 측정(測定) (공기 기둥 공명 장치)
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작성일 20-04-29 00:29
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물리학 experiment(실험) - 음속 측정(measurement)(공기 기둥 공명 장치)
1.목적
소리굽쇠를 진동시켜 소리의 wave이 유리관 내를 전파하도록 하고 정상파가 되는 공명 조건을 찾아 음파의 파장을 구하여 공기 중 음속을 측정(measurement)한다. 공명이 일어날 때의 공기 기둥의 길이와...
물리학 experiment(실험) - 음속 측정(measurement)(공기 기둥 공명 장치)
1.목적
소리굽쇠를 진동시켜 소리의 wave이 유리관 내를 전파하도록 하고 정상파가 되는 공명 조건을 찾아 음파의 파장을 구하여 공기 중 음속을 측정(measurement)한다. 즉 소리굽쇠와 공기 기둥 사이에 공명이 일어난다. 소리굽쇠 F를 진동시켜 생긴 음파가 한쪽 끝이 물로 막힌 유리 관 속을 전파하면 관 속의 수면에서 반사된 음파와 간섭하여 정상파가 생긴다.
2.theory
공기 중의 음속은 Laplace의 theory 에 의하면 t˚C, 대기압 p하에서
이다. 이 때 유리 관 속의 공기 기둥이 적당한 길이여서 관의 열린 곳이 정상파의 배가 되어야 하며 이 배에서의 공기 진동에 의한 음파가 공명을 일으켜 대단히 큰 소리가 난다.
는 공기의 체적 팽창계수이다. 여기서 는 공기의 정압비열/정적비열이며 는 공기의 밀도, 0˚C, 1기압 하에서의 음속을 이라 하면
=331.4m/s 이다.
는 공기의 체적 팽창계수이다.
식 (3)과 (4)에서 음속 u는
이 된다
3.장치 및 experiment(실험)
필요한기구 : 공기 기둥 공명 장치(공명용 유리관, 스탠드, 클램프, 수위alteration(변화) 장치), 소리굽쇠, 고무망치, 온도계, 압력계
experiment(실험)방법 :
①공명 장치에 물을 가득 채운 후에 물통을 상하로 움직여서 물이 넘치지 않도록 물의 양을 조절한다.
2.theory
공기 중의 음속은 Laplace의 theory 에 의하면 t˚C, 대기압 p하에서
이다. 그림과 같이 공명이 발생하는 마디점의 위치 의 위치를 자눈 S로 읽어 이라고 하면
이다. 여기서 는 공기의 정압비열/정적비열이며 는 공기의 밀도, 0˚C, 1기압 하에서의 음속을 이라 하면
=331.4m/s 이다. 소리굽쇠 F를 진동시켜 생긴 음파가 한쪽 끝이 물로 막힌 유리 관 속을 전파하면 관 속의 수면에서 반사된 음파와 간섭하여 정상파가 생긴다. 이 때 유리 관 속의 공기 기둥이 적당한 길이여서 관의 열린 곳이 정상파의 배가 되어야 하며 이 배에서의 공기 진동에 의한 음파가 공명을 일으켜 대단히 큰 소리가 난다. 음파의 파장 와 소리굽쇠의 진동수 f는 음속 u와 다음 관계를 만족한다.
③공명 소리 지점의 근처에 물의 수면이 오도록 하고 다시 소리굽쇠를 진동시켜 첫 번째의 공명 지점 를 찾고…(투비컨티뉴드 )
설명
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[자연과학] 물리학 test(실험) - 음속 측정(測定) (공기 기둥 공명 장치)
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실험결과/물리
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[자연과학] 물리학 test(실험) - 음속 측정(測定) (공기 기둥 공명 장치)
다. 즉 소리굽쇠와 공기 기둥 사이에 공명이 일어난다. 공명이 일어날 때의 공기 기둥의 길이와 소리굽쇠의 진동에 의한 음파의 파장 와의 관계를 그림 VI-4에 나타내었다.
②다음 소리굽쇠의 진동을 방해하지 않도록 소리굽쇠의 손잡이를 잡고 고무망치로 때려서 진동을 시킨 후, 물통을 서서히 내리면서 갑자기 소리가 커지는 지점을 찾아 기록한다.
