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1. 소리의 간섭 실험
1.1. 실험 목적 및 원리
동일한 주파수를 발생시키는 두 스피커에서 거리에 따른 음파의 간섭을 확인하는 것이 이 실험의 목적이다. 같은 주파수의 두 음파가 만날 때 서로 보강하거나 상쇄하는 간섭 현상이 나타나는데, 이를 통해 소리의 간섭 원리를 이해할 수 있다. 두 음파의 경로 차이에 따라 특정 지점에서 보강간섭과 상쇄간섭이 발생하게 되며, 이를 측정하여 소리의 간섭 현상을 확인할 수 있다. 이러한 소리의 간섭 현상은 실생활에서 다양하게 활용되고 있으며, 이번 실험을 통해 그 원리를 이해할 수 있다.
소리는 공기 중에 압력 변화를 일으키며 종파의 형태로 전달되는 파동이다. 서로 다른 두 개 이상의 파동이 만날 때 상호 영향을 주지 않고 독립적으로 통과하는 파동의 독립성과 중첩의 원리에 따라 파동들이 결합하여 합성파동을 만드는 것을 간섭이라고 한다. 간섭에는 마루와 마루, 골과 골이 만나 진폭이 증폭되는 보강간섭과 마루와 골, 골과 마루가 만나 진폭이 감소하는 상쇄간섭이 있다. 두 음파의 경로 차이가 파장의 정수배일 때 보강간섭이, 반파장의 홀수배일 때 상쇄간섭이 일어난다. 이러한 간섭 현상은 실생활에서 다양하게 활용되고 있는데, 예를 들어 소음 제거와 악기 소리의 증폭에 적용된다.
1.2. 실험 기구 및 방법
장비 설치 및 준비
두 개의 스피커 사이의 거리는 약 28cm 떨어트리고, 스피커에서 소음 센서까지의 거리는 80cm 떨어트린다. 두 스피커 사이 중심인 14cm 지점과 소음 센서 이동 트랙의 중심이 직선이 되도록 위치시킨다. 버니어 소음 센서를 인터페이스의 아날로그 채널에 연결한다. 데이터 수집을 위해 자동보관 모드로 설정한다. 바나나-오디오 케이블을 이용해서 랩퀘스트 인터페이스 상단의 오디오 출력 단자와 스피커 입력 단자를 연결한다. 랩퀘스트 인터페이스의 소리 함수 발생기 기능을 실행하여 R, L 부분의 주파수를 4000 Hz...