물리학및실험-기주 공명에 의한 음속 측정(엑셀계산파일)

실험 목적

진동수를 알고 있는 소리굽쇠의 진동에 기주를 공명 시키며 음파의 파장을 측정함으로써 실험실 내의 온도에 맞는 공기 중의 음속을 측정한다.

 

실험준비물

공명장치, 소리굽쇠(휴대폰어플), 고무망치, 온도계, 버니어캘리퍼

 

실험 원리 및 이론

진동수 f인 파동의 공기중에서의 파장을 λ라 하고 공기 중에서 전파하는 속도를 v라 할 때,

V=fλ

진동수를 아는 소리굽쇠(어플)을 이용하여 한쪽끝이 막힌 유리관의 열린 쪽 관 끝에 두면 기주 속에서는 방향이 반대인 두 개의 파가 진행하면서 현의 진동때와 같은 정상파가 생긴다. 기주의 길이를 적당한 값을 가지게 한다면, 두 파의 간섭으로 공명이 일어난다.

λ=2(L_n+1-L_n)= L_n+2- L_n

이고 이를 V=fλ에 대입하면

V=2f(L_n+1-L_n)=f(L_n+2-L_n)가 된다.

 

p: 매질의 밀도

k: 압축률

r: 비열비

T: 실험실 온도

 

실험 계산 엑셀

값을 입력하는 셀 제외하고 나머지 셀은 모두 잠금해두었으니 

측정값 입력하기만 하면 된다.

아래 이미지는 예시이다.

계산 확인용으로 사용하면 좋을 듯

 

기주공명에 의한 음속 측정.xlsx

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