Ⅰ. 목적 어떤 음원에서 관속으로 전달되는 음파의 에너지가 최대가 되는 공명주파수를 측정하고, 이 때 생겨나는 정상파의 공명모드(resonance mode)를 측정한 뒤 관의 길이와의 관계를 조사한다. 기초적인 전자 장비인 오실로스코프(oscilloscope)의 사용법을 익히기 위해 소리의 속도를 관계식을 이용하여 구해본다.
Ⅱ. 이론 음파는 관 속의 공기를 통해 진행하다가 끝에서 반사된다. 음파의 파장이 관의 길이와 잘 맞으면, 관 속에서 반대방향으로 진행하는 파동들의 중첩으로 정상파가 형성된다. 그러한 조건을 만족시키는 음파의 파장을 관의 공명진동수라고 한다. 압축펄스의 형태의 음파가 파이프의 닫힌 끝에 도달되면 압축된 상태로서 반사될 것이며, 희박해짐 형태의 파는 닫힌 끝에서 희박해진 상태로서 반사된다. 희박해진 상태의 파가 열린 끝에 도달되면 공기는 희박하게 되면 주변 공기가 이 지역으로 몰리게 되어 압축상태의 파를 형성하여 파이프를 따라 반사되어 진행하게 된다. 압축된 상태의 파가 열린 끝에 도달되면 공기는 희박하게 되어 희박해진 상태의 파가 형성된다. 그러므로 반사된 파와 원래 진행해오던 파가 만나 정상파를 이루게 되면 관의 막힌 끝에서 변위는 시간에 무관하게 항상 0이다. 즉, 마디를 형성한다. 관의 열린 끝에서는 압력이 대기압과 같이 되며 변위가 최대가 된다. 즉, 배를 형성한다.
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