옴의 법칙
1.실험목적
현의 진동을 이용해서 음과 또는 전자석의 교류주파수를 측정한다.
2.실험원리
양끝이 고정된 현을 진동시키면 현을 따라 같은 진동수와 같은 진폭을 가진 두 파동이 반사되어 서로 반대방향으로 진행하게 된다. 이때 적당한 조건이 만족되면(공명상태) 현에는 이 두 파동의 합성파인 정상파가 생긴다. 길이 l[cm], 선밀도 p[g/cm] 인 줄을 장력 T[dyne]으로 당겼을 때 현에 전달되는 횡파의 속도 v는
v=[cm/sec]
이고, 정상파의 파장 와 현의 고유 진동수 f는
(n=1, 2, 3,…)
가 되고 이때 진동수 f는
으로 된다. 여기서 n은 정상파의 몸통의 수와 같으며 n=1일때가 현의 기본 진동이고 n=1,2,3, …일 때가 1배, 2배, …에 대한 진동의 모양은 [그림 15-1]과 같다.
현에 정상파가 생기게 하려면 현의 고유 진동수와 같은 진동수의 외부 진동을 현에 가해주면 된다. 이 현상을 공명이라 한다. 기본 진동이 가장 잘 생기므로 측정에는 이것을 사용하는 것이 좋다. 이 경우 현의 고유 진동수 f은
로 주어진다.
여기서 장력 T는 추와 추걸이의 질량을 각각 M, m이라 할 때
T=(M + m)g [dyne]
이고 철사의 선밀도(단위길이당 질량) p는 철사의 밀도 p일 때
으로 구해진다. 여기서 r은 철사의 반경이다.
3.실험기구 및 장치
①소노미터 ②추걸이와 추세트 ③전자석 ④미터자 ⑤마이크로미터
4.실험방법
⑴ 받침대 C는 그림과 같이 소노미터 끝부분에 고정시키고, 받침대 B는 소노미터의 중간부분에 놓고 M을 달아 그림과 같이 장치한다. 이때 추걸이의 질량 m도 기록한다.
⑵ 전자석 S에 전원을 연결시키고 소노미터 AB 사이의 중간부근 철사에 이 전자석을 수직 방향으로 접근시킨다.
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2015.03.24
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