공명 이해
* 공명 진동 물체 (튜닝 포크와 같은)가 튜브의 공기 기둥이 고유 주파수로 진동하게 할 때 발생합니다. 이것은 튜브 내에 서있는 파도를 만듭니다.
* 폐쇄 형 튜브 : 폐쇄 형 튜브는 폐쇄 끝에 노드 (변위가없는 지점)와 개방 끝에 안티 노드 (최대 변위 지점)가 있습니다.
실험
1. 설정 :
- 졸업 된 실린더 또는 길고 좁은 튜브를 한쪽 끝에 닫습니다.
- 알려진 주파수 (F)의 튜닝 포크.
- 튜브에서 공기 기둥의 길이를 조정하는 물.
2. 절차 :
- 튜닝 포크를 치고 튜브의 열린 끝에서 잡고 있습니다.
- 튜브의 수위를 천천히 조정하십시오. 튜브의 공기 기둥이 튜닝 포크와 공명 할 때 소리의 음량이 눈에 띄게 증가하는 소리가 들립니다.
-이 공명 시점에서 공기 열 (L)의 길이를 조심스럽게 측정하십시오.
- 공명이 발생하는 각 길이 (L1, L2 등)를 기록하여 다른 길이의 에어 컬럼에 대한 프로세스를 반복하십시오.
소리의 속도 계산
* 관계 : 공명에서의 공기 기둥의 길이는 다음 방정식에 의해 음파의 파장 (λ)과 관련이 있습니다.
l =(n/4) * λ
어디:
-L은 공기 기둥의 길이입니다
-N은 고조파 수를 나타내는 홀수 정수 (1, 3, 5, ...)입니다. 첫 번째 공명은 기본 주파수 (n =1), 다음은 세 번째 고조파 (n =3) 등입니다.
* 파장 찾기 :
- 여러 공진 길이 (L1, L2 등)를 측정하면 연속 공진 길이의 차이를 찾아 파장을 계산할 수 있습니다.
λ =4 (L2 -L1)
* 소리 속도 :
- 소리 속도 (v)는 다음 방정식으로 주파수 (f) 및 파장 (λ)과 관련이 있습니다.
v =f * λ
예 :
* 주파수가 440Hz의 튜닝 포크에 대한 다음 공진 길이를 발견한다고 상상해보십시오.
-L1 =17.0 cm
-L2 =51.0 cm
* 파장 계산 :
- λ =4 (51.0 cm -17.0 cm) =136 cm =1.36 m
* 소리의 속도 계산 :
-V =440 Hz * 1.36 M =598.4 m/s
중요한 메모 :
* 소리의 속도는 공기의 온도에 따라 다릅니다. 위의 계산은 표준 실온 온도를 가정합니다.
*이 방법은 사운드 속도의 합리적인 근사치를 제공합니다. 보다 정확한 측정을 위해 정교한 공명 튜브 장치를 사용하고 온도를 조심스럽게 사용하십시오.
