일반물리학실험 | 공기 기둥 공명장치를 이용한 음속 측정

 

 

 

TIP

 

 

1. 진동수를 아는 소리굽쇠를 진동시켜 공기 기둥 공명장치를 이용하여 파장을 알아내고, 음속을 측정 할 수 있다.
2. 알고 있는 진동수를 가진 소리굽쇠의 진동으로 기주를 공명시켜 그 소리의 과정을 측정함으로써 공기 중의 음속을 측정한다.

 

 

 

기주의 공명

진동수가 알려진 소리굽쇠를 진동시켜 한 쪽 끝이 막힌 유리관 속에 들어 있는 기주를 진동시키면, 기주 속에는 방향이 반대인 두 개의 파가 진행하면서 현의 진동 때와 같은 정상파가 생긴다. 이 때, 기주의 길이가 어느 적당한 값을 가질때 두파의 간섭으로 공명이 일어나게 된다.

 

그림과 같이 물이 든 긴 유리관 A의 위쪽에 진동시킨 소리 굽쇠를 가까이 하고 물통 B를 사용하여 A의 수면을 조금씩 낮추어 간다. A의 수면이 적당하게 되면 기주(공기 기둥)의 기본 진동수가 소리 굽쇠의 진동수와 같게 되어 공명이 되고 소리가 크게 들린다.

 

728x90

 

 

실험 방법

1. 실험 과정

1) 기주공명창치에 물을 채운 뒤, 유리관의 맨 위에서 아래까지 움직일 수 있도록 양을 조 절한다.

 

2) 유리관의 물이 가득찬 상태에서 소리굽쇠를 쇠망치로 두들겨 유리관의 윗부분에 닿을 듯 닿지 않을 듯 댄다.

 

3) 물통을 서서히 내리면서 유리관의 물이 내려가는 것을 확인하면서 관에서 나는 소리가 갑자기 뚜렷하게 커지는 지점을 체크한다. (y₁측정)

 

4) 소리굽쇠를 계속 진동시키면서 물통을 더 내려 소리가 커지는 다음 지점을 찾는다.(y₂ 측 정)

 

5) 물통을 더 내려 소리가커지는 그 다음 지점을 찾는다. (y₃ 측정)

 

6) 반파장의 길이 λ/2는 y₂-y₁과 y₃-y₂가 되므로 파장 λ는 λ=(y₂-y₁)+(y₃-y₂) 으로 구한다.

 

7) 소리굽쇠의 진동수 f와 실험실의 온도 t를 알고 있으므로, t℃일때의 음속 v_t를 구한 뒤,

 

 

로 0℃에서의 음속 v₀을 구한다.

 

 

 

[일반물리학실험]공기 기둥 공명장치를 이용한 음속 측정 레포트