물리와 실험 - 파동실험
1.실험제목
-파동실험
2.실험목적
-진동하는 줄과 Resonance wire loop를 통해 파동의 파장과 주파수, 속도가 어떤 관계에 있는지를 알아본다.
3.관련이론
[A. 파동]
주어진 점에서 진동이 반복되는 주기는 한 파장의 길이만큼 파동이 진행하는 시간과 같으므로 파동의 속도는 , 주기 , 주파수 를 이용해 다음과 같이 나타낼 수 있다.
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파동이 일정한 속도로 한 방향으로 진행하면서 에너지를 전달하는 것을 진행파(traveling wave)라 한다. 이 파동이 만족하는 방정식은 1차원적인 파동의 경우 일반적으로 다음과 같이 나타낼 수 있다.
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여기서 는 파의 속도이고 는 위치 , 시간 에서의 파동의 크기를 나타낸다. 이러한 파동의 해는 일반적으로 다음과 같이 주어지는 것을 쉽게 보일 수 있다.
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여기서 는 임의의 함수이다. 이 중에서 는 방향으로 속도 로 진행하는 파, 는 방향으로 속도 로 진행하는 파에 해당한다.
[B. 정상파]
파동의 큰 특징은 여러 파동이 중첩되는 경우 간섭이 일어나 새로운 파동을 형성할 수 있다는 것이다. 파동이 중첩되면 서로 간섭을 일으키는데, 이때 위상이 서로 같아지는 속에서는 보강간섭을 위상이 반대인 곳에서는 상쇄간섭을 일으키게 된다.
예를 들어, 방향으로 진행하는 정현파 와 방향으로 진행하는 정현파 의 중첩에 의한 간섭을 생각해보자(이때 각파수 는 , 작주파수 는 임을 알 수 있다). 두 파동의 간섭에 의해
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2015.03.24
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