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[물리] 파동 결과보고서

등록일 : 2012-05-31
갱신일 : 2012-05-31


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[물리] 파동 결과보고서


(1) 실험 제목

파동

(2) 실험 목적

진동하는 줄과 Resonance wire loop를 통해 파동의 파장과 주파수, 속도가 어떤 관계 에 있는지를 알아본다.

(3) 관련이론

A) 파동 (Wave)
공간이나 물질의 한 부분에서 생긴 주기적인 진동이 시간의 흐름에 따라 주위로 멀리 퍼져나가는 현상을 파동(wave)이라고 한다. 파동은 파의 진행 방향과 주어진 한 점에서의 진동 방향에 따라 횡파와 종파로 나뉘는데 파동의 진행방향과 수직으로 진동하면 횡파, 평행한 방향으로 진동을 하면 종파라고 한다. Fig. 1에서와 같이 정현파 (sinusoidal wave)의 형태를 가지고 속도 로 전파하는 파동을 생각해보자. 이 때, 주어진 한 점에서의 시간에 따라 진동이 반복되는 주기를 파동의 주기 T라 하고 공간상에서 파동이 반복되는 길이를 파장 (wavelength) 이라 한다. 주기의 정의에 의해 1초 동안 진동하는 횟수...



(1) 실험 제목

파동

(2) 실험 목적

진동하는 줄과 Resonance wire loop를 통해 파동의 파장과 주파수, 속도가 어떤 관계 에 있는지를 알아본다.

(3) 관련이론

A) 파동 (Wave)
공간이나 물질의 한 부분에서 생긴 주기적인 진동이 시간의 흐름에 따라 주위로 멀리 퍼져나가는 현상을 파동(wave)이라고 한다. 파동은 파의 진행 방향과 주어진 한 점에서의 진동 방향에 따라 횡파와 종파로 나뉘는데 파동의 진행방향과 수직으로 진동하면 횡파, 평행한 방향으로 진동을 하면 종파라고 한다. Fig. 1에서와 같이 정현파 (sinusoidal wave)의 형태를 가지고 속도 로 전파하는 파동을 생각해보자. 이 때, 주어진 한 점에서의 시간에 따라 진동이 반복되는 주기를 파동의 주기 T라 하고 공간상에서 파동이 반복되는 길이를 파장 (wavelength) 이라 한다. 주기의 정의에 의해 1초 동안 진동하는 횟수인 주파수 (frequency) 는 주기 T의 역으로 정의된다.




주어진 점에서의 진동이 반복되는 주기는 한 파장의 길이만큼 파동이 진행하는 시간과 같으므로 파동의 속도 는 파장 , 주기 T, 주파수 를 이용해 다음과 같이 나타낼 수 있다.


(1)

파동이 일정한 속도로 한 방향으로 진행하면서 에너지를 전달하는 것을 진행파 (traveling wave) 라 한다. 이 파동이 만족하는 방정식은 일차원적인 파동의 경우 일반적으로 다음과 같이 나타낼 수 있다.


(2)

여기서 는 파의 속도이고 는 위치 , 시간 에서의 파동의 크기를 나타낸다. 이러한 파동의 해는 일반적으로 다음과 같이 주어지는 것을 쉽게 보일 수 있다.

(3)

여기서 는 임의의 함수이다. 이 중에서 는 + 방향으로 속도 로 진행하는 파, 는 - 방향으로 속도 로 진행하는 파에 해당한다.

B) 정상파 (Standing wa…(생략)

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