[자연과학] 물리실험보고서 - 波動의 파장과 주파수, 속도와의 관계
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작성일 23-01-10 08:02
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공간상의 한 점에서 서로 순환적으로 변환되는 두 가지 형태의 에너지가 존재할 때, 이를 진동자(oscillator)로 볼 수 있다 물결의 움직임 은 시간과 공간으로 주어지는 한 점에서 定義(정의)되는 물리량 g(t,x)이 주기적으로 변화하는 것이다. 한편 x와 t는 파의 세로방향 위치와 시간이다.
정상파 또는 멈춰있는 파는 진동의 마디(node)나 배(antinode)의 위치가 공간적으로 이동하지 않는 물결의 움직임 이다.
삼각함수 항등식을 이용하면,
y0는 파의 진폭, ω는 각진동수이다. 그러면 두 파가 합성된 식은 다음과 같이 될 것이다. 물결의 움직임 에는 물결의 움직임 의 진행방향과 진동방향이 같은 종파와 물결의 움직임 의 진행방향과 진동…(To be continued )
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○ experiment(실험) title(제목)
물결의 움직임
○ experiment(실험) 목적
진동하는 줄과 Resonance wire loop 를 통해 물결의 움직임 의 파장과 주파수, 속도가 어떤 관계에 있는지를 알아본다. 정재파라고도 한다.
파장의 함수가 사인 곡선이므로 x 〓 0, λ/2, λ, 3λ/2, … 인 위치에는 마디가 생기고, x 〓 λ/4, 3λ/4, 5λ/4, … 인 위치엔 배가 생기게 된다 물론, 각각의 마디, 또는 배 사이 간격은 λ/2이다.
정상파는 수학적으로 다음과 같이 기술될 수 있다
같은 진동수와 파장, 진폭을 갖는 두 물결의 움직임 이 서로 마주보며 진행할 때, 정상파를 만들게 된다 예를 들어 줄의 양끝에서 생성된 두 개의 조화파가 다음과 같은 식으로 표현되는 경우,
여기서 이다.
매질이란 물결의 움직임 을 전달하는 물질로서 수면파의 매질은 물, 용수철에 생기는 물결의 움직임 의 매질은 용수철, 소리의 매질은 공기이다. 주변에 있는 다른 한 점이 이와 동일한 성질을 가지면, 이 두 진동자간에 커플링(coupling)이 일어나고, 시간의 흐름과 함께 에너지가 주변의 진동자로 전파될 수 있다 이러한 식으로 에너지가 퍼져나가는 것을 물결의 움직임 이라고 한다.
○ 관련theory(이론)
물결의 움직임 은 물리학에서 말하는 매질 내의 한 점에서 생긴 매질의 진동 상태가 매질을 통해서 주기적으로 퍼져 나가는 현상을 말한다.
