음파에 대한 레포트

소개글

음파에 대한 레포트에 대한 보고서 자료입니다.

목차

1. 음속과 음파
2. 음파의 진행
3. 음파의 간섭
4. 음파의 세기 및 소리준위
5. 열린관과 닫힌관
6. 맥놀이

본문내용

명
[그림 2]에서 이며
알짜힘은 아래와 같이 나타낼 수 있다.
그리고 에서
그리고 식에 식과 식을 대입하면
식과 식을 연립하면,
즉, 의 식이 성립된다. 여기서 식의 양변에 를 나누면, 의 식을 구할 수 있다. 그리고 부피 변화율을 살펴보면 아래와 같이 나타낼 수 있다.
의 식이 성립된다. 그리고 식에 식을 대입하면, 아래와 같이 나타낼 수 있다.
아래와 같은 식을 구할 수 있다.
2. 음파의 진행
[그림 3]에서 보는 바와 같이 왼쪽에서 피스톤을 움직일 경우, 사인함수 형태의 파동을 만든다. 이때 피스톤의 면과 공기의 압축에 의해 공기요소가 오른쪽으로 움직이게 된다. 여기서 변위와 압력은 아래와 같이 나타낼 수 있다.
여기서 는 변위, 은 변위진폭, 그리고 는 진동항이다. 그리고 는 압력변화이며 은 압력진폭 그리고 는 압력 요소의 진동항에 해당한다. 여기서 가 음의 값을 가질 경우, 이는 공기의 팽창을 의미하며, 반대로 가 양의 값을 가질 경우, 공기의 압축을 의미한다.
여기서, 식에 식을 대입하면,
3. 음파의 간섭
위상차가 인 두 파동을 다음과 같이 놓자.
여기서 진폭의 크기는 이다. 또한, 는 파동이 겪는 간섭형태를 결정한다. 이러한 위상차 와 경로차 간의 관계는 의 위상차가 하나의 파장에 해당하므로 그 비율은 아래와 같이 나타낼 수 있다.
의 식을 만족한다.
4. 음파의 세기 및 소리준위
음파의 세기를 라고 한다면, 음파의 세기는 단위 면적 당 에너지가 전달되는 평균 비율로 나타낼 수 있다. 음파의 세기 의 식으로 나타낼 수 있으며 는 음파의 에너지 전달에 대한 시간 변화율을 의미하며 는 음파를 가로막는 단면적을 의미한다. 여기서 으로 고쳐쓸 수 있기 때문에 음파의 세기는 아래와 같이 나타낼 수 있다.
점원 는 모든 방향으로 균일하게 음파를 방출한다.
파동은 가 중심이고 반지름이 인 가상 구면을 통
과한다. 추가적으로 데시벨 척도(Decibel’s scale)에
대해 알아보도록 하자. 대체적으로 사람의 귀가 견딜
수 있는 음파의 최대 변위진폭은 약 이고, 감지
할 수 있는 최소값은 이다. 여기서 소리 준위
는 아래와 같이 나타낼 수 있다.
ㅡㅡㅡㅡㅡㅡㅡㅡㅡㅡㅡㅡㅡㅡㅡㅡㅡㅡㅡㅡㅡㅡㅡㅡㅡㅡㅡㅡㅡㅡㅡㅡㅡㅡㅡㅡㅡㅡㅡ
5. 열린관과 닫힌관
1) 양 끝이 열린 관: 양 끝이 열린 길이가 인 관의 공명 진동수를 구하면 아래와 같다.
2) 한쪽만 열린 관: 일반적으로 한끝만 열린 길이 의 관에 대한 진동수를 구하면 아래와 같다.
6. 맥놀이
진동수가 다른 두 소리가 날 때, 소리의 세기가 뚜렷하게 변화한다. 이때 소리의 세기가 증가하거나 감소하면서 맥놀이를 형성한다. 두 소리를 과 라고 하자.
또한, 두 파동의 각진동수 와 가 거의 같다고 가정하자. 의 경우, 값이 +1이거나 1일 때, 최대 진폭을 가지므로, 코사인 함수가 한 번 반복될 때마다 두 번의 진동이 일어난다. 의 각진동수는 이므로 맥놀이가 일어나는 각진동수는 이다. 여기서 이므로 의 식이 성립된다. 또한, 이므로, 의 식이 성립된다. 즉, 이다.

키워드

음속과 음파,   맥놀이,   열린관과 닫힌관,   소리준위,   음파의 간섭,   음파의 진행,   음파의 세기,   부피 탄성률,   위상차