[물리학실험 레포트 보고서] 실험12 예비보고서 - 음의 수학

일반물리실험 예비보고서
실험 12. 음의 수학
[실험목표]
-음의 진동수를 측정한다.
-음과 음사이의 진동수 변화량과 비율을 구한다.
-음계의 규칙적인 상관관계를 구한다.
[실험원리]
→이 실험에서 우리는 Microphone과 컴퓨터를 써서 소리의 파형을 기록할 수 있으며, 소리의 기본 진동수가 무엇인지 결정할 수 있는 수학적인 파형 분석인 FFT를 이용하여 모든 반음계의 진동수를 측정, 음의 규칙적 형태를 파악할 수 있을 것이다. 특히, 이 실험에서는 흔히 음악에서 사용되어지는 소리의 수학적은 면을 발견하게 될 것이다.
[실험방법]
실험기구
-기본 설정: 컴퓨터, LabPro(인터페이스), LoggerPro(프로그램)
-센 서: Microphone
-기타 기구: 스피커, 피아노 프로그램

1. Microphone을 LabPro에 연결한다.

2. [일반물리 실험] 폴더 안의 [[1] 음의수학.cmbl] 파일을 연다.

파일을 열면 시간에 따라 파형을 보여주는 그래프와 FFT 그래프가 나타난다.
FFT그래프를 이용하여 각각의 음에 대한 기본 진동수를 조사할 것이다.

3. 컴퓨터 바탕 화면에 미리 설치해 둔 피아노 프로그램을 열면 “그림 1. 피아노 키보드” 가보일 것이다. 이 피아노 키보드는 진동수가 262Hz에 해당하며, 실험은 다 장조의 첫 음계부터 시작한다. Microphone을 스피커에 가까이 위치시킨 후 [수집] 버튼을 누르고, 피아노 키보드를 눌러 컴퓨터 화면상에 그래프가 나타날 때까지 데이터를 수집한다. 만일 그래프가 정상적으로 나타나지 않는다면 Microphone의 위치를 조정하면서 다시 시도한다.

4. 소리의 진동수의 상대적인 크기와 관련 있는 그래프가 보이는 FFT 창에서 파형의 진 동수 (빈도) 스펙트럼을 확인한다. 정상적인 실험이 이루어졌다면 두 개의 최고점이 보일 것이다. 제일 낮은 음계에서 나타나는 최고점을 기초 음이라 하며, 기초음의 주파수가 FFT 창의 왼쪽 상단에 보일 것이다. 이 값을 데이터 표에 기록한다.

5. 데이터 표의 항목에 표시되어 있는 음계에 대하여 과정 3,4를 반복한다. 전문적인 악보에서 사용하는 음계의 표시를 C등과 같이 아래첨자를 사용하여 데이터 표에 표시하였다.

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