물리학실험 파동 - 어디에서 왔다가 어디로 가는가 ?

소개글

물리학 실험 레포트, 실험 8. 파동 - 어디에서 왔다가 어디로 가는가 ? 레포트입니다.

목차

1. 실험 목적
2. 배경이론
3. 실험 장치
4. 실험방법
6. 실험결과
7. Discussion

본문내용

1. 실험 목적
파동은 떠는 물리량의 크기가 시간이 지나면서 공간상으로 진행해 나가는 것을 가리킨다. 파동에는 떠는 물리량에 따라서 탄성파, 수면파, 소리 또는 초음파 , 전자기파등이 있다. 또, 떠는 방향에 따라서는 가로 파동과 세로 파동으로 나눈다. 파동을 기술할 때는, 떨림의 형태가 반복되는 거리(파장,)와 시간(주기, )을 사용하며 또, 동등하게는 각각의 역수에 해당하는 파수와 떨기 수를 사용하기도 한다. 파동의 속력은 파장과 떨기 수의 곱과 같다.
파동은 진행 경로의 도중에 장애물이 있으면 진행 방향을 바꾼다. 대표적인 예로 반사와 굴절이 있다. 그러나 장애물의 크기나, 장애물에 뚫린 구멍의 크기가 파동의 파장에 가깝게 작아지면 에돌이(회절)라고 불리는 파동 특유의 현상이 나타난다. 또한, 서로 다른 경로를 거친 파동이 합치게 되면 간섭현상이 나타나는데, 간섭 현상을 보이기 위해서는 겹치는 파동의 위상 관계가 시간에 따라 변하지 않는 결맞는 파동이어야 한다. 이 실험에서는 수면파 장치를 사용하여 결맞는 파동을 발생시키고, 그 진행 특성과 간섭 효과를 조사한다


2. 배경이론
+ x 방향으로 진행하는 파동의 일반적인 표현식은 시간 t, 위치 x 에서의 떨림의 크기가
y(x,t) = ym sin(kx-ωt)
로 쓸 수 있으며, 이때 ym 은 진동의 크기 즉, 진폭이고 ω 는 각 떨기 수, 그리고 k 는 파수이다. 또, 각 떨기 수와 파수는 떨기 수 f 와 파장 λ에 각각
ω = 2πf
k = 2π/λ
으로 연관된다. 파동의 속력 v 는 사인(sine)함수의 위상인 (kx-ωt) 가 일정한 위치 x 가 시간 t 에 따라서 변하는 율이므로
v = x/t = ω/k = fλ
이다. 엄밀하게는 이 속력을 파동의 위상 속도라고 부른다. 한편 파동에 의해 정보를 전달하기 위해서는 일정한 떨기 너비와 떨기수의 단순 파동으로는 불가능하고, 여러 개의 떨기수의 단순 파동들이 무리 진 펄스와 같은 파동의 무리가 필요하다. 이 파동의 무리가 전달되는 속도를 무리 속도라고 하며, 무리 속력은
vg = dω/dk = v + kdv/dk = v - λdv/dλ
이다. 위의식에서 각떨기수 ω와 파수 k 의 비 즉, 위상 속력이 떨기수나 파장에 관계없이 일정한 매질을 비분산매질 이라고 부르며 비분산매질에서는 vg = v 이다. 그러나 매질 중에는 위상 속력이 파장에 의존하는 경우가 있는데 (예: 프리즘을 통과하는 빛), 이를 분산매질이라고 부르며 이 때는 vg ≠ v 이 된다. 분산 매질에서는 여러 가지 파장 성분이 섞여 있는 무리진 파의 모양이 파의 진행에 따라서 변화된다.
이제 두 결맞는 파

참고 자료

없음