일반물리학실험 | 소리굽쇠를 통한 공명

 

 

 

TIP

 

 

소리굽쇠를 진동시켜 소리의 파동이 유리관 내를 전파하도록 하고 정상파가 되는 공명 조건을 찾아 음파의 파장을 구하여 공기 중 음속을 측정한다.

 

 

 

실험 방법

1. 실험 과정

1) 그림과 같이 공기 기둥 공명 장치에 물을 채운다. 이때 물통 D를 위 아래로 움직여 관 속의 수명이 꼭대기 A에서 아래 B까지 움직일 수 있도록 물의 양을 조절한다.

 

 

2) 소리굽쇠의 진동을 방해하지 않도록 소리굽쇠의 나무 손잡이를 잡고 고무 망치로 소리굽쇠를 때려서 진동시킨 후 유리관 위 1㎝위에 수평을 놓는다.

 

3) 물통을 서서히 밑으로 내리면서 유리관 열린 부분에 귀를 기울이면 수면의 어떤 위치에 이르러 갑자기 커지는 공명 소리를 듣게 된다. 그 위치를 잣눈 S로 읽는다.

 

4) 다시 소리굽쇠를 진동시키고 공명 소리가 나는 근처에서 수명 높이를 천천히 변화시키면서 정확한 첫 번째 공명 위치 y₁를 찾는다. 이와 같은 방법으로 첫 번째 공명 위치 y₁을 10회 측정하여 그 평균을 계산한다.

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5) 수면을 더 낮추어 위와 같은 방법으로 두 번째 공명 위치 y₂를 10회 측정하여 그 평균을 구한다.

 

6) 만약 유리 관의 길이가 허용되면 세 번째, 네 번째 공명 위치 y₃과 y₄를 10회 측정하여 그 평균을 구한다.

 

7) 과정 5)를 실험하지 못하면 λ/2 = y₂-y₁을 이용한다. 관이 짧아 y를 측정하지 못하는 경우에는 

를 사용하여 파장 λ를 계산한다.

 

8) 과정 5)를 실험한 경우에는 파장 λ는 y₃-y₁과 y₄-y₂이 되므로 그들의 평균값을 취한다.

 

9) 소리굽쇠의 진동수 f를 기록한다.(대부분 소리굽쇠의 앞면에 써있다)

 

10) 실험 시 온도를 측정하고 음속 u를 식(3)으로 계산한다.

 

11) 위의 측정값으로 0℃에서 음속 u₀을 식(5)에 의해 계산하고 식(2)의 값과 비교한다.

 

 

 

[일반물리학실험]소리굽쇠를 통한 공명 레포트