음속측정 -기주공명 장치 (예비,결과)

1. 실험 목적
알고 있는 진동수를 가진 소리굽쇠의 진동으로 기주를 공명시켜 그 소리의 파장을 측정함으로써 공기중의 음속을 측정한다.
2. 실험원리
진동수가 인 파동(종파 혹은 횡파)의 공기 중에서의 파장을 라 하고, 이 파동이 공기 중에서 전파하는 속도를 라 할때, 다음 관계식이 만족된다.
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. 이따, 기주의 길이가 어느 적당한 값을 가질때, 두 파의 간섭으로 공명이 일어나게 된다. 따라서, 소리굽쇠가 공기중에서 발생하는 음의 파장 는
이며 앞의 식들을 대입하면
이 된다. 여기서 들은 유리관 내의 공명 위치를 나타낸다. 관 끝에서 첫 번째 공명 위치 까지의 길이는 에 가까우나나 실제는 이 값보다 조금 작다. 이는 첫 번째 정상파의 배가 관의 모양, 크기 등에 따라서 관 끝보다 조금 위쪽에 위치한다는 것을 의미하며, 원주형의 관인 경우에는 관 끝에서부터 배까지의 거리 와 관의 내 반경 와의 비(끝 보정), 즉 는 약 0.55~0.85이다.
공기중의 또는 어떤 기체중…(생략)