정상파의 원리, 소리의 파동을 눈으로 보는 장치

제가 일하는 곳의 과학 교구를 또 하나 소개합니다.

 

지난번에는 스피커와 모래를 이용해 소리의 파동을 그림으로 확인하는 클라드니 도형에 대해서 설명드렸는데요, 이번에도 원리는 같습니다^^

 

1. 정상파 실험 교구

 

아래 사진을 보시면 장치의 한쪽 벽에 스피커가 있고 버튼과 다이얼로 주파수(높낮이)를 조절할 수 있습니다. 그리고 관 속에는 작은 스티로폼 볼들이 잔뜩 담겨있습니다.

 

아래 두 사진을 비교해보겠습니다.

두 번째 사진을 보시면 가만히 있던 스티로폼들이 일렬로 서는 것을 볼 수 있습니다. 다이얼로 특정 주파수를 맞추면 쉽게 관찰됩니다. 소리의 높낮이를 변화시켜 파동을 눈으로 확인하신 겁니다ㅎㅎ

 

2. 정상파의 원리

여기서 정상파의 원리가 적용되는데요, 장치의 한쪽에 고정되어 있는 스피커에서 소리가 발생하여 진행하고, 반대편 끝에 있는 반사판에서 소리가 반사되어 반대 방향으로 진행합니다. 소리의 주파수를 조절하다가 스피커와 반사판 사이의 거리가 소리의 반파장의 정수배가 되면 정상파가 형성됩니다. 주파수는 파장과 반비례 관계입니다.

 

이때 발생한 정상파에서는 진동이 큰 마루와 골 부분과 진동이 없는 마디 부분이 발생합니다. 이 마디 부분은 진동이 없으므로 스티로폼 조각이 많이 모여 쌓이게 되므로 마디의 위치를 파악할 수 있습니다.

 

오늘은 너무 물리?스러운 내용이었네요ㅎㅎ 이상 포스팅을 마칩니다^^