분야
hwp☺ Introduction
☺ 실험 목적
☺ 배경 이론
☺ 음속과 관련된 배경이론
☺ 실험장치
☺ 실험방법
☺ 결과
☺ 토의
☺ reference
기주공명에 의한 공기 중의 음속도측정
☺ Introduction
음파(音波)가 매질을 통해서 전파되는 속도를 음속이라고 한다. 공기 중의 음속은 0℃, 1기압일 때 331.5㎧ 로 온도가 1℃ 오를 때마다 약 0.6㎧ 씩 증가한다. 이런 음속을 기주공명을 통하여 공지중의 음속을 측정할수 있도록 한다.
☺ 실험 목적
알고 있는 진동수를 가진 소리굽쇠의 진동으로 기주를 공명시켜 그 소리의 파장을 측정함으로써 공기 중의 음속을 측정한다.
☺ 배경 이론
진동수 ƒ인 음파의 공기 중에서 파장을 λ라 하면, 이 음파가 공기 중을 전파하는
속도 υ는
υ= ƒλ
진동수가 알려진 음차를 진동시켜서 한쪽 끝이 막힌 유리관의 열린 쪽 관 끝에 접
근시키면 기주의 길이가 어느 적당한 값을 가질 때에 공명을 일으킨다. 이 현상은
음차에서 관 속으로 전파해 들어가는 입사파와 관끝 막힌 곳에서 입구 쪽으로 반사
해 나오는 반사파가 서로 간섭하여 과 같은 정상파를 이룰 때 나타난다.
따라서, 음차가 공기 중에서 발생하는 음의 파장 λ는
λ= 2(Ln+1-Ln)
식 υ= ƒλυ= 2ƒ(Ln+1-Ln) = ƒ(Ln+2-Ln)관 끝에서 첫 번째 공명위치 L까지 λ/4에 가
까우나, 이 값보다 조금 작다. 이는 첫 번째 정상파의 배(복부)가 관의 모양, 크기
등에 따라서 관끝보다 조금 위쪽에 위치한다는 것을 의미하며, 원주형의 관인 경우
에는 관끝에서부터 복부까지 거리 δ와 관의 내반경 γ와의 비(끝보정), 즉 δ/γ
는 약 0.55～0.85 이다. 공기중의 음속은 또한 일반적인 유체의 성질로서도 구해지
며, 체적, 체적탄성율이 κ, 밀도 ρ인 경우에 의 관계가 있으며, 이를
열역학의 기체법칙으로 전개하면υ=υ0(1+ｔ℃/273)1/2 여기서, υ0는 0℃하의 음속
으로 약 331.48 m/sec이다.
