현대물리실험(액체속에서 음속의 광학적 측정)

소개글

액체로 가득 차있는 유리상자에서 정상초음파는 빛의 산발에 의해서 통과된다. 음파는 소리압에 의해서 변하는 굴절률을 기초로 소리영역의 중앙 영상으로 측정할 수 있다.

목차

1. Principle
2. Equipment
3. Theory
4. Set-up
5. Consequence
6. discussion

본문내용

1. Principle
액체로 가득 차있는 유리상자에서 정상초음파는 빛의 산발에 의해서 통과된다. 음파는 소리압에 의해서 변하는 굴절률을 기초로 소리영역의 중앙 영상으로 측정할 수 있다.

2. Equipment
Tripod base, PASS
Barrel base, PASS
Meter scale, demonstration
Lens holder
Lens, mounted
Metal screen, 30×30㎝
Glass cell, 150×55×100㎜
Water
Laser, helium-neon, 220V AC
Ultrasonic generator, 220V
Standard thermometer, -10～+30℃

3. Theory

t=0T

t=¼T
소리압력 ΔP에서의 변화와 정상파의 4개 위상에서의 위치 X 사이의 관계는 다음 그림과 같다.

Δp,Δn


t=½T

t=¾T

x

x

x

x

Δp,Δn

Δp,Δn

Δp,Δn

λ

액체의 굴절률은 압력의 변화에 의해서 변하고, 굴절률 Δn의 변화는 압력변화 Δp에 비례하게 변한다.
t=0 과 t=½T의 상에서는 명확한 빛의 간섭이 λ/2 간격으로 일어났다. 액체를 통과한 빛은 t=0 과 t=½T에서는 편향이 되고, t=½T 과 t=¾T에서는 안된다. 그래서 액체를 통과한 빛은 스크린에 검은 띠와 백색 띠가 나타난다.
이 띠와 거리를 가지고 파장과 음속을 구할 수 있다

참고 자료

DOUGLAS C. GIANCOLI 대학물리학[제4판] : 탐구당
JERRY B. MARION 대학물리학[개정판] : 탐구당
물리학 총론 : 교학사