[자연과학] 물리학 실험 - 현의 진동

제목: 현의 진동
목적
현에서 전파하는 파동을 정상파가 형성되는 조건에서 관측하여 파동의 파장, 주파수와 전파속도와의 관계를 확인한다. 파동의 전파속도를 현의 선밀도와 장력으로부터 구하여 위의 방법으로 측정한 전파속도와 비교한다.
실험방법
1부 컴퓨터

1. 바탕화면에 있는 Datastudio의 아이콘을 두 번 누른 후 `새 실험 시작(Create experiment)`을 선택한다.

2.`Signal Output`윈도우에서 `Output`아이콘을 두 번 누른다. 그러면 인터페이스의 그림에 `Sine Wave`아이콘이 연결되면서, 그림15.1과 같은 `Signal Generator`윈도우가 나타난다. 이 윈도우에서 진폭(Amplitude)을 2.000, 주파수(Frequency)를 60.000에 설정하고 스위치의 모두가`Auto`에 설정되어 있음을 확인한다.

2부 실험장치 및 측정
1. 양 쪽 끝에 바나나 플러그가 있는 도선을, 그림 15.2의 인터페이스의 신호발생기 출력 단자와 그림 15.3의 진동기의 입력단자에 연결한다.
2. 그림 15.3과 같이 실을 매어서 진동자의 상단에 접촉하게 하고, 실의 한 끝에 추걸이를 건다. 진동기는 그림과는 반대로 도르레에 가까이 …(생략)

3. 추를 걸었을 때 실이 늘어나는 길이를 측정하고, 실험이 끝난 후 실을 잘라서 질량을 측정할 목적으로 실에 싸인 펜으로 두 점을 표시한다. 표시한 두 점은 진동기의 지지대 사이에 있으면서 되도록 멀리 떨어지도록 배치한다. 하나는 지지대로부터 약 1거리에 위치하게 하고 다른 하나는 진동기와 접촉한 점으로부터 약 5거리에 있도록 한다.

4. 정상파가 이루어지면 주파수를 기록하고, 진동기에 가까운 마디(node: 진폭이 0인 점)까지 배(antinode:진폭이 죄대인 점)의 수dfm 세어서 기록한다. 지지대로부터 이 마디까지의 거리 을 측정하여 기록한다. 마디에서 인접한 마디까지의 거리는 반파장 에 대응한다.

5. 다시 주파수를 증가시키면서 정상파가 일어나는 다음의 주파수를 찾아 과 을 측정한다. 이 작업을 계속하여 총 4개의 공진주파수에서 위의 측정을 한다.

(1)