관의공명(Resonance Tube) 실험결과보고서

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관의공명(Resonance Tube) 실험결과보고서에 대한 보고서 자료입니다.

목차

[실험1] 관의 공명주파수 찾기
1. 요약
2. 이론
3. 실험방법
4. 실험결과
5. 해석및고찰
6. 결론

[실험2] 정상파 측정 및 음속 측정
1. 요약
2. 이론
3. 실험방법
4. 실험결과
5. 해석및고찰
6. 결론

본문내용

현상이 일어나고, 주파수의 영향으로 공명이 달라진다.
[실험2] 정상파 측정 및 음속 측정
1. 요약
정상파의 측정하여 음속을 구하여보고, 실제의 음속의 이론값과 비교한다.
2. 이론
음파의 속도는 매질의 종류에 따라 다르게 나타난다.
다음은 매질에 따른 음속을 보여 준다.
물질의 상태
종 류
속 력
기 체
공기(0도, 1기압)
331
공기(20도, 1기압)
343
헬륨
963
수소
1284
액 체
물(0도)
1402
물(20도)
1482
바닷물(20도,3.5%염도
1522
고 체
알루미늄
6420
철
5941
화강암
6000
공기 중에서 음파의 속도와 온도와의 관계는 다음 식을 만족한다.
음속 =331.5 m/s + 0.607 T (섭씨온도)
또한 파장과 주파수, 음파의 속도는 다음과 같은 관계가 있다.
관에서의 공명 주파수는 일정한 관계를 만족하여 일어난다. 그 이유는 앞의 실험1에서 말한 것과 같이 막힌 관과 열린 관의 끝 부분에서의 조건 때문이다.
다음은 열린 관과 막힌 관의 공명 조건을 보여준다.
열린 관 : (n=1, 2, 3, 4...)
막힌 관 : (n=1, 3, 5, 7...)
하지만 실험적으로는 관의 끝에 정확히 마디나 배가 만들어 지지 않는다. 그것은 광의 끝 부분에서 음파의 행동이 주파수와 관의 직경과 관계가 있기 때문이다. 그렇기 때문에 끝 보정을 해주어야 한다.
끝 보정의 factor는 보통 0.2~0.8정도이며, 여기서는 열린 관에서는 0.8, 막힌 관에서는 0.4로 하였다. ( d : 관의 직경)
열린 관 : (n=1, 2, 3, 4...)
막힌 관 : (n=1, 3, 5, 7...)
다음은 관에서의 정상파를 그림으로 나타내었다.
3. 실험 방법
실험 기구를 설치하여라.
반사 판의 초기 위치를 마이크에서 가장 먼 곳에 위치 시켜라.
음파의 주파수를 100Hz로 조절하여 음파를 공명 관 안에 보내 주어라.
관에 뚫려 있는 구멍은 모두 막은 상태에서 반사판의 위치를 마이크 쪽으로 천천히 이동시키면 음파가 가장 크게 들리는 위치가 있다. 그 위치에 반사판을 고정시켜라.
Oscilloscope 를 잘 조절하여 출력 파형을 잘 볼 수 있도록 하여라.
마이크를 반사판 가까이에서 시작하여 반사 판으로부터 멀리 움직이며 Osilloscope의 출력 파형이 증가하다가 감소하는 위치와 증가하는 위치를 모두 찾아서 표2에 기록하여라.
관에 뚫려 있는 구멍은 모두 열어놓은 상태에서 위의

키워드

관의공명,   튜브,   관,   공명,   정상파,   공명주파수,   파장,   음속