[물리학실험 레포트 보고서] 관의 공명과 음속 측정 예비

실험목적
관 내부에서 일정한 주파수의 음파가 전파될때 관의 길이의 변화에 따른 음파의 공명현상을 이해하고 그때의 정상파 모양을 관찰하여 공기중의 음속을 측정한다.

이론
(1) 음파 (Sound wave)
매질속을 전파하는 탄성파로서 보통 가청주파수(수십~2만Hz)의 것을 가르킨다. 음파는 각 매질에 특유한 전파 속도가 있으며, 반사,간섭,회절 등 파동으로써의 모든 성질을 지니고 있다. 음파는 종파로서 매질의 진동이 파동의 진행방향과 나란하다. 음파 매질속에서 밀함과 소함을 반복하면서 진행한다. 음파는 매질이 있어야만 그 파동이 전달 되므로 매질이 밀할수록 음파의 전파 속도가 빠르게 된다.

기체가 매질일 경우 기체의 온도가 올라가면 기체의 분자운동이 활발해지므로 온도가 낮을때에 비해 상대적으로 밀도가 증가하게되어 온도가 높을수록 음파의 전파 속도가 빨라진다.
v=(kp/d)^0.5 p:압력 d:밀도 k:1.403-정압비열과 정적비열의비
공기중에서의 이론적 음파의 속도 v=(331.4+0.6t) t=섭씨온도

매질에 따른 음파의 속도
종류
속력(m/s)
공기(0℃,1기압)
331
공기(20℃,1기압)
343
헬륨
965
수소
1284
물(0℃)
1402
물(2…(생략)