[공학기술]공기중의 음속측정

소개

공기중의 음속측정에 대한 완벽한 리포트입니다^^
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목차

☺ 제목☺ Introduction
☺ 실험 목적
☺ 배경 이론
☺ 음속과 관련된 배경이론
<세로파(종파)>
<가로파(횡파)>
<단순조화파(單純調和波)>
<파두(波頭,wavefront)>
<간섭>
<회절>
<중첩>
<자연진동수(自然振動數,natural frequencies)>
<공명(共鳴,resonance)>
☺ 실험장치
☺ 실험방법
☺ 결과
☺ 토의
오차의 원인 분석
☺ 생각해 볼것들
☺ reference

본문내용

☺ 실험 목적
알고 있는 진동수를 가진 소리굽쇠의 진동으로 기주를 공명시켜 그 소리의 파장을 측정함으로써 공기 중의 음속을 측정한다.
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 <그림 1>과 같은 정상파를 이룰 때 나타난다.
따라서, 음차가 공기 중에서 발생하는 음의 파장 λ는
이론적 파장과 측정 파장과의 관계를 알아보는 실험에서 이론적 파장이 항상 측정 파장보다 크게 나옴을 알 수 있었고, 이는 관의 끝 보정을 하지 않아서 발생한 차이임을 알 수 있었다. 처음에 계산을 잘못해서 조교님께서 실험파장이 이론파장보다 크냐고 여쭈어보셨는데 그의미를 알 것 같다.
이번 실험은 다양한 오차의 원인 때문에 오차가 꽤 발생하였다.
오차의 원인 분석
- 공명위치 보정에 대한 오차 : 우선 공명위치의 경우, 관 끝에서 첫 번째 공명위치 y0까지의 길이는 λ/4에 가까우나 실제로는 이론값보다 조금 작다. 이는 첫 번째 정상파의 배가 관의 모양, 크기 등에 따라서 관 끝보다 조금 위쪽에 위치한다는 것을 의미한다. 따라서 공명위치에 대한 보정을 해 줄 필요가 있다.
- 눈금을 읽는 과정에서의 오차 : 자의 눈금이 cm에 비해 오차가 작은 mm단위였지만 오차가 충분히 발생할 수 있다. 또한 움직이는 물의 높이를 측정하는 것이었기 때문에 정확성이 부족했다. 그리고 기주 내부의 물의 높이를 측정할 때에는 메스실

참고자료

· (1) 물리학총론 D. Halliday 외 저, 김종오 역, : 22장-7절에는 기주공명을 통한 음속측정에 대한 설명이 자세히 나와있고 또 28장-3절에도 음속측정에 대한 다른 방법을 설명하고 있다.
· (2) Foundations of Electromagnetic Theory Reitz저, 탑출판사 :음속에 대한 설명이 되어 있다.
· (3) 기초물리학실험(A) 한국물리학회 편저, 이우출판사 실험 64(359∼362쪽)
· (4) 현대물리학, 김상옥외, 교보, 1995 6강과 12강