기주공명 장치에 의한 음속 측정 프리레포트

1. 실험목적
― 알고 있는 진동수를 가진 소리굽쇠의 진동으로 기주를 공명시켜 그 소리의 파장을 측정함으로써 공기 중의 음속을 측정한다.

< Figure 1 - 기주공명 장치 내의 파장>
2. 실험원리
(1) 기주공명 장치의 원리
진동수가 알려진 소리굽쇠를 진동시켜 한쪽 끝이 막힌 유리관 속에 들어 있는 기주를 진동시키면, 기주 속에는 방향이 반대인 두 개의 파가 진행하면서 현의 진동 때와 같은 정상파가 생긴다.

< Figure 2 >
소리굽쇠에서 발생하여 관을 따라 진행한 파는 수면에서 반사하게 되고, 관을 따라 올라와서 입구에 도달하면 일부는 다시 반사하게 된다. 기주의 길이가 어느 적당한 값을 가질 때 소리굽쇠에서 새로이 발생되어 관으로 들어온 파와 정확히 위상이 같게 되면, 보강간섭이 일어나 두 파동의 합성파의 진폭이 증가하여 소리가 커지게 된다(공명현상).
공명이 일어날 때 관내에 존재하는 정상파의 모양은 막힌 곳에서는 마디가 되고 입구에서는 배가된다. 따라서 공명이 일어나는 기주의 길이는

에서 볼 수 있듯이 λ/4의 홀수배가 된다.
(2) 음속측정법
진동수 f인 파동(종파 혹은 횡파)의 공기 중에서의 파장을 …(생략)