물리학실험 - 파동 실험
1. 실험 목적
파동(wave)은 떠는 물리량의 크기가 시간이 지나면서 공간상으로 진행해 나가는 것을 가리킨다. 파동에는 떠는 물리량에 따라서 탄성파(elastic wave, 떠는 양은 변형), 수면파(surface wave, 물분자의 변위), 소리 또는 초음파(sound or ultrasound, 매질의 밀도) , 전자기파(electromagnetic wave, 전기마당과 자기마당) 등이 있다. 또, 떠는 방향에 따라서는 가로 파동(횡파, transverse wave, 떠는 방향이 파동의 진행 방향과 수직일 때)과 세로 파동(종파, longitudinal wave, 떠는 방향이 파동의 진행 방향과 평행일 때)으로 나눈다. 파동을 기술할 때는, 떨림의 형태가 반복되는 거리(파장, wavelength)와 시간(주기, period)을 사용하며 또, 동등하게는 각각의 역수에 해당하는 파수(wave number)와 떨기 수(frequency)를 사용하기도 한다. 파동의 속력은 파장과 떨기 수의 곱과 같다.
파동은 진행 경로의 도중에 장애물이 있으면 진행 방향을 바꾼다. 대표적인 예로 반사(reflection)와 굴절(refraction)이 있다. 그러나 장애물의 크기나, 장애물에 뚫린 구멍의 크기가 파동의 파장에 가깝게 작아지면 에돌이(회절, diffraction)라고 불리는 파동 특유의 현상이 나타난다. 또한, 서로 다른 경로를 거친 파동이 합치게 되면 간섭(interference)현상이 나타나는데, 간섭 현상을 보이기 위해서는 겹치는 파동의 위상 관계가 시간에 따라 변하지 않는 결맞는(coherent) 파동이어야 한다.
이 실험에서는 수면파 장치를 사용하여 결맞는 파동을 발생시키고, 그 진행 특성과 간섭 효과를 조사한다.
2. 실험 개요
수면파의 발생 방법과 진행 과정, 전달 속력 등을 살펴본다.
두개의 결맞는 점 파동샘(파원)으로부터의 수면파의 간섭을 조사한다.
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2014.04.18
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