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음파의 간섭 1 목록

조회 : 10794 | 2003-06-26

1. 실험목적
음파를 이용한 실험으로 두 점파원에서 출발한 파동의 간섭 현상을 이해한다.



2. 파동의 간섭
- 파동의 간섭
똑같은 2개의 파동이 하나의 매질에서 전파되어 중첩될 때 같은 위상으로 중첩되면 합성파의 변위가 커져서 강하게 나타나고, 서로 반대의 위상으로 중첩되면 파동이 상쇄되어 약하게 된다. 이와 같이 똑같은 두 파동이 중첩되어 더욱 강해지거나 약해지는 현상을 파동의 간섭이라 한다.

- 파동의 간섭 조건
수면 위의 두 점 S1 ,S2에서 같은 진동을 주면 점 P와 Q에서는 마루와 마루(위상이 같은 경우) 또는 골과 골이 겹쳐서 변위 (진폭)가 커지고, 점 R에서는 마루와 골이(위상이 반대) 겹쳐져서 파동이 없어져 (변위 0 ) 정지하는 점이 된다.

지금 S1P ,S2P 의 거리를 각각r1 ,r2 라 할 때 두 개의 파동이 간섭해서 r1 ,r2 의 차가 파장의 1/2이면 변위는 0이 되고, r1 ,r2 의 차가 한 파장일 때는 항상 크게 나타난다. 따라서 두 파원으로부터의 경로차 Δ(델타)는 Δ= S1P ∼ S2P=r1 ∼ r2이고 위상과 진동수가 같은 두 물결파의 간섭 ( ●점은 같은 위상,○ 점은 다른 위상의 두 파동이 만나는 곳을 나타낸다.)
그림에서 N은 마디점(node)을 연결한 선이고, L은 보강되는 점(배, loop)을 연결한 선이다. 그림 (a)에서 밝고 어두운 부분(L)이 보강되는 부분이다.
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- 맥놀이
진동수가 약간 다른 두 개의 발음체(음파)를 동시에 울리면 2개의 음파가 간섭을 일으켜 음의 세기가 주기적으로 약해졌다. 강해졌다 하는 현상을 맥놀이라 한다.





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3. 파동의 회절
- 파동의 회절

오른쪽 그림과 같이 물결통을 장치한 다음 CD에서 평면파를 발생시키면 파동이 진행하여 방파제 PQ에 도달하게 된다. 이 때 PQ에 도달한 파동은 좁은 슬릿 AB를 지나서는 동심원을 그리면서 원형파가 되어 퍼져나가는 현상을 볼 수 있다. 이와 같이 파동이 진행 도중 장애물을 만나거나 좁은 틈을 지날 때 뒷부분에까지 전달되는 현상을 회절이라 한다.
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- 회절의 정도

파동이 회절하는 모양은 파동의 파장과 슬릿(틈)의 크기에 따라 다르다. 파동의 회절 현상은 호이겐스의 원리에 의해 설명할 수 있다.
파동이 진행하여 장애물의 모서리나 틈에 도달하면 그 부분의 파면상의 각 점이 파원이 되어 새로운 파동을 만들어 진행하게 된다.





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