음속측정

실 험 목 적 1. 실험목적 ☞ 알고 있는 진동수를 가진 소리굽쇠의 진동으로 기주를 공명시켜 그 소리의 파장을 측정함으로써 공기 중의 음속을 측정한다. 2. 실험원리 ☞ 진동수 f인 파동(종파 속은 횡파)의 공기중에서의 파장을 람다라 하고 이 파동이 공 기중에서 전파하는 속도를 v라 할 때, 다음 관계식이 만족된다. v = fλ ☞ 진동수가 알려진 소리굽쇠를 진동시켜 한쪽 끝이 막힌 유리관 속에 들어 있는 기주 를 진동시키면, 기주 속에는 방향이 반대인 두 개의 파가 진행하면서 현의 진동 때 와 같은 정상파가 생긴다. ☞ 이 때, 기주의 길이가 어느 적당한 값올 가질 때 두 파의 간섭으로 공명이 일어나게 된다. 따라서, 소리굽쇠가 공기중에서 발생하는 음의 파장λ는 λ = 2(yn+1 - yn)이 며, 식 v = fλ에 대입하면 V = 2f(yn+1 - yn) 이 된다. ☞ 여기서 yo, y1, y2, ......, yn 들은 유리관 내의 공명 위치를 나타낸다. 관 끝에서 첫번째 공며 위치 y0까지의 길이는 λ/4 에 가까우나 실제는 이 값보다 조금 작다. ☞ 이는 첫번째 정상파의 배가 관의 모양,크기 등에 따라서 관 끝보다 조금 윗쪽에 위 치 한다는 것을 의미하며, 원주형의 관인 경우에는 관 끝에서부터 배까지의 거리 δ 와 관의 내반경 r와의 비(끝 보정), 즉 δ/r는 약 0.55 ~ 0.85 이다. ☞ 공기중의 또는 어떤 기체중의 음속은 다음 식에 의하여 매질의 물리적 성질에 관계 된다. ☞ 여기서 압력 P와 밀도d는 절대단위이고, k는 정압비열 대 정적비열의 비인 상수이 다 (공기에 대해 k= 1.403 이다). ☞ P가 dyne/cm2, d가 g/cm3 일 때 v는 cm/sec 이다. 기체의 밀도는 온도의 상승에 …
☞ P가 dyne…