도플러효과 결과보고서

목차

Ⅰ. 실험 제목

Ⅱ. 실험 일자, 목적

Ⅲ. 실험 이론

Ⅳ. 실험 기기 및 방법

Ⅴ.실험 데이터 및 결과

Ⅵ. 실험 고찰

본문내용

에서는 주파수 945㎐를 초기 주파수로 설정을 하고, 음원을 검출기 쪽으로 움직이며 5회 측정하였다. PhotoGate사이의 간격은 1m로 하였고, Detector로의 측정은 음원이 두 번째 PhotoGate를 완전히 벗어난 후를 측정하였다. 음원이 다가올 EO의 도플러 효과 식에서 v=330m/s로 vs는 측정한 값을 놓고 계산한다.
f1
f2
s
vs(m/s)
f이론
9451
9480
1.04
1.04
9481
9450
9475
0.91
0.91
9476
9452
9477
0.86
0.86
9477
9452
9481
0.94
0.94
9479
9449
9470
0.89
0.89
9474
◈ 결과 분석
음원이 다가오는 실험 에서는 실헙 값과 이론값이 거의 비슷하게 나왔음을 볼 수 있다.
Ⅵ. 실험 고찰
음원이 멀어질 때의 실험보다 음원이 다가올 때의 실험 측정값이 우리가 생각하는 이론값과 거의 일치함을 볼 수 있었다. 두 실험 간의 실험 행위가 같아야 하지만 똑같이 실행을 하지 못하고 다르게 실험 행위를 하였는데, 그것들은 다음과 같다.
① 검출기의 사용
② 음원의 속도 측정
③ 사용된 음원의 주파수
이렇게 세 가지를 들 수 있다.
먼저 검출기의 사용은 음원이 멀어지는 측정을 하였을 때보다 다가올 때의 실험에서 더 정확한 사용방법을 알았기 때문으로 생각된다. 음원이 멀어지는 측정을 할 때에 검출기가 완전히 Zero로 된 상태에서 음원을 움직였기 때문에 음원이 완전히 멀어지지 못한 상태에서 측정이 이루어져 측정값 f2의 값이 일정하지 못하고, 우리가 생각하는 이론값, f이론과도 상당한 차이를 가진다고 볼 수 있다. 이와는 반대로 음원이 다가오는 실험을 할 때에는 검출기가 Zero이 될 때에 음원을 이동시켜서 검출기가 제대로 음원의 주파수를 측정했다고 생각한다. 두 번째로 음원의 속도 측정에서 음원이 멀어지는 실험에서의 속도는 모터로 음원을 움직여서 실험을 하였으나 음원이 다가오는 실험에서는 손으로 음원을 움직이며 실험을 하였다 두가지 경우 모두에 음원의 속력이 정확히 측정될 수는 없다고 볼 수 있지만. 모터로 움직였을 경우에는 모터와 음원사이의 실이 팽팽하지 못할 경우 속도가 줄어드는 상태를 발견할 수 있었다. 손으로 음원을 움직이는 경우에도 일정한 속력을 가진다고는 말할 수 없지만, 속도가 갑자기 느려지거나 빨라져서 평균속도에 영향을 끼치는 경우가 상대적으로 적다고 생각된다.
세 번째로는 사용된 음원의 주파수를 생각할 수 있었다. 음원이 멀어지는 실험에서 사용된 주파수는 580㎐와 1260㎐ 정도이고, 음원이 다가올 때의 실험에서 사용된 주파수는 9450㎐정도의 주파수이다, 사람은 대략 80㎐에서 1280㎐정도의 주파수 범위의 소리를 낼 수가 있는데, 우리가 사용한 음원 중에서 580㎐와 1260㎐은 사람이 낼 수 있는 주파수의 범위에 들기 때문에 실험실에서의 목소리에도 어느 정도 측정에 영향을 끼쳤다고 생각된다. 반면 음원이 다가올 때의 실험에서 사용된 주파수는 9450㎐로서 이것은 사람이 낼 수 있는 주파수에서 범위가 벗어났으며 V에는 소리의 속도를 단순히 330m/s이라고 생각하여 이론값을 구했다. 그러나 사실 t온도에서의 공기 속에서는 음파의 속도 v=331.5+0.61t(m/s)이다. 우리가 실험한 실험실이 t=20C라고 생각해도 우리가 생각한 음파의 속도보다 13.7m/s에도 차이가 나게 된다. 이식을 적용하여 생각하면 변화된 크기는 생각보다는 더 적게 될 것이라 생각한다.
그러나 우리가 일상생활에서 알고 있듯이 다가오는 물체는 점점 소리가 크게 들린다는 것과 멀어지는 물체는 소리가 점점 작게 들린다는 현상에는 실험의 결과가 잘 말해주고 있다.

키워드

도플러효과,   소리,   음원,   파동