소리의 속도 측정

소개글

소리의 속도 측정에 대한 보고서 자료입니다.

목차

1. 실험자
2. 실험환경
3. 실험의 목적
4. 장치 및 기구
5. 관련이론
6. 실험방법
7. 실험값과 결과

본문내용

유리관의 입구에서부터 측정하면 된다.
◆ 유체에서의 소리의 속도
유체에서의 경우 소리의 속도는
는 등온체적탄성률이며, 물의 경우 을 대입하면 소리의 속도는 에서 이다.
물에 대한 소리의 속도 측정은 비행시간측정방법(time of flight method)을 이용 한다. 미리 알고 있는 초음파 펄스를 보내서 음파가 도달하는 시간을 측정하면 속력 를 구할 수 있다.
[그림 4-2]에서와 같이 0.3 msec 동안 지속되는 초음파 펄스를 보내면 밑기둥 바 닥에서 반사되어 되돌아온 전기적 신호는 음극선 오실로스코프의 수직 증폭기에 의해 증폭되어 CRO(cathode ray oscilloscope) 화면에 나타난다.
6. 실험방법 :
1) 공기 중의 소리 속도 측정 - 공명현상 이용
(1) [그림 4-3]에서 기주공명장치의 물탱크에 물을 채운다. 이 때, 물탱크를 위 아래 로 움직이면 물기둥의 끝이 유리관의 꼭대기에서 아래 부분까지 움직일 수 있게 물의 양을 조절한다.
(2) 소리굽쇠의 진동을 방해하지 않도록 소리굽쇠의 나무 손잡이를 잡고 고무망치로 때려서 진동을 시킨 후, 유리관의 1cm 위에 수직 방향으로 놓는다.
(3) 이와 동시에 물통을 서서히 내리면서 유리관 내의 소리를 들으면 어느 지점에서 갑자기 “웅~”하고 커지는 공명소리를 듣게 된다. 그러면 그 지점에서 유리관의 수면을 미세하게 움직여 공명소리가 제일 크게 나는 지점 을 분필이나 펜 또 는 고무줄 등으로 표시한다.
(4) 수면을 더 낮추어 가면서 위와 같은 방법으로 두 번째, 세 번째, 순으로 공명점 을 찾아 순으로 읽어 기록한다.
(참고): 이론적으로 은 물기둥의 수면이 기주공명관 입구에서 가 증가하면서 공명이 생긴다. 예로 에서 첫 번째 공명이 생겼다면 그 다음 공 명은 약 증가한 지점(관의 입구에서 약 )에서 생기므로 측 정시 첫 번째 공명을 관찰하면 2번째 3번째 이후의 공명 지점을 예상할 수 있 다. 이러한 예상은 실험치 측정에 도움이 된다.
(5) 이와 같은 방법으로 5회 이상 측정하고 이론상 에 해당하는 각 공명점 간의 차이 를 구하고 이 값들ㅇ의 평균값을 계산한다.
(6) 평균 공명점의 길이 는 [그림 4-1]에서와 같이 파장의 절반인 와 같으므로 이를 이용하여 파장 .
(7) 소리굽쇠에 표기되어 있는 진동수 를 (식 7)에 대입하여 소리의 속도를 구한다.
(8) 가능한 소리굽쇠의 진동수가 큰 것을 사용하여야 많은 공명점을 얻을 수 있다.
(9) 공가의 온도 를 측정하여 (식 6)에 의해 소리의 속도의 이론값을 계산하고 과정 (7)의 결과(측정치)와 비교하여 보아라.
7. 실험값과 결과 :
실험 1 = 소리굽쇠의 진동수
공명
공명점
공명점간의 거리=반파장()
온도
0.121
23
0.383
0.262
0.645
0.262
0.918
0.273
0.2656667
◈ 기주 공명에 의한 소리의 속력
◈ 측정온도 t =
◈ 측정온도 t에 의한 소리의 속력
◈ 두 속력간의 오차
실험 2 = 소리굽쇠의 진동수
공명
공명점
공명점간의 거리=반파장()
온도
0.085
23
0.275
0.19
0.465
0.19
0.655
0.19
0.84
0.185
0.18875
◈ 기주 공명에 의한 소리의 속력
◈ 측정온도 t =
◈ 측정온도 t에 의한 소리의 속력
◈ 두 속력간의 오차
실험 3 = 소리굽쇠의 진동수
공명
공명점
공명점간의 거리=반파장()
온도
0.095
23
0.305
0.21
0.52
0.215
0.73
0.21
0.945
0.215
0.2125
◈ 기주 공명에 의한 소리의 속력
◈ 측정온도 t =
◈ 측정온도 t에 의한 소리의 속력
◈ 두 속력간의 오차

키워드

소리의 속도 측정,   진동수,   소리의속도,   유체에서의소리속도