[일반물리학실험]소리의 도플러 효과

소개글

"[일반물리학실험]소리의 도플러 효과"에 대한 내용입니다.

목차

1. 실험 목적
2. 실험 이론 및 방법
3. 실험 기구 및 장치
4. 실험 방법
5. 실험 결과
6. 토의 사항

본문내용

1. 실험 목적
1.1. 소리의 도플러효과를 관찰하고 변화된(shifted) 주파수를 측정한다.
1.2. 초음파 음원의 속도와 주파수 변화 사이의 비례관계를 확인
1.3. 공기 중에서의 소리의 속도 C를 측정

2. 실험 이론 및 방법
2.1. 실험 배경
사이렌을 울리는 소방차가 지나갈 때 소리의 높낮이가 변화함을 경험할 수 있다. 이러한 진동수의 변화를 도플러 효과라 한다. 관측자나 음원이 매질에 대해 움직이면 관측된 소리의 진동수는 음원이 최초에 발생시킨 진동수와 다르게 관찰된다. 여기서는 매질이 고정되어 있고 음원이나 관측자가 서로를 향해 다가가거나 혹은 멀어지는 경우만 고려한다. 음원이나 관측자의 속도가 음파의 전달방향과 같으면 +, 다르면 -
2.1.1. 음원 A와 관측자 B가 서로 정지해 있는 상태에서 매질에서의 전파가 발생했을 경우
파동은 음원에서부터 주파수 를 가지고 거리 만큼 진행한다. 속력은 거리/시간이므로
, 주기는 진동수의 역이므로
음원의 이동거리는 속력 × 시간 이므로

2.1.2. 음원이 움직이는 경우
음원은 진동수 인 음을 발생시킨다. 음원이 속도 로 정지해 있는 관측자를 향해 접근한다면 파장이 음원의 전방에서는 짧아지고 음원의 후방에서는 길어진다. 동일한 시간 간격 동안 음원은 만큼 전진하게 된다. 관측자가 측정하는 파장 는

관측자에게 도달한 음의 진동수를 이라 하면 관측된 주기 는 의 거리를 소리가 이동하는데 걸리는 시간이므로
진동수 이다.

2.1.3. 관측자가 움직이는 경우
음원은 속도가 c이고, 진동수는 , 파장 인 소리를 내고 있다.
음원에서 속도 로 멀어지는 관측자는 마루 사이에 시간 간격이 더 길게 관측하게 된다.
이때 만큼 이동하게 되므로 와 의 합만큼 이동하여야 한다.
따라서 이동한 거리는 ,
주기
관측자가 관측하게 되는 주파수 이다.

참고 자료

없음