음파: 공기와 같은 매질 속을 진행하는 종파
진동수 범위에 따른 음파의 분류
1) 가청 음파 : 사람의 귀로 감지할 수 있는 범위 내의 파. 20∼20,000 Hz 영역 내의 진동수를 갖는 종파.
2) 초저주파 : 가청 음파 이하의 진동수를 갖는 파.
3) 초음파 : 가청 음파 이상의 진동수를 갖는 파.
음속은 매질의 온도에도 의존
K v T
) 273 m/s 331
= (
매질 안에서 음파의 속력
ρ
v = B(B: 압축률, ρ: 밀도) V V B P
∆ /
− ∆
≡
역학적 파동의 속력
특성 관성적
특성
= 탄성적 v
횡파의 속력 :
µ v = F
종파의 속력 :
ρ v = Y
파동의 세기
- 매 초마다 파동이 나아가는 방향에 수직인 넓이 A 를 지나가는 에너지양
-
- 가청문턱 : 가장 약한 소리의 세기 1×10-12 W/m2 - 고통문턱 : 가장 큰 소리. 약 1W/m2의 세기
1 E
I A t
≡ ∆
∆ ,
I P
≡ 일률 = A 및
넓이
데시벨
- 소리의 상대적 세기를 세기 준위를 말한다.
-
- 데시벨의 단위로 10 dB의 증가 - 소리의 세기가 10배 크다는 것
- 제트기 주변 (150 dB)
- 기관총 (130 dB)
- 모기소리 (40 dB) - 속삭임 ( 30)
≡
0
log 10 I
β I (I0 =1.00 10× −12W/m )2
구원파: 파가 진행할때 원의 형태로 다방향으로 진행한다. 이때의 파를 말하고
평면파는 구원파의 특성상 멀리 떨어진 지점에서 보면, 평면으로 인식된다.
2 avg avg
4 r I A
π
P P =
=
= 넓이 일률 평균
2 1 avg
1 4 r
I π
= P 2
2 avg
2 4 r
I π
= P
2 1
2 2 2
1
r r II =
도플러 효과
- 경우 1: 정지한 음원에 대해 관측자가 상대적으로 움직이는 경우
- 관측자가 음원을 향해 움직일 때 t초 동안 v0t의 거 리를 움직이면서 파면을 추가로 감지한다.
- 관측자가 음원으로부터 멀어질 때, v0 대신 –v0을 대입
S O S
O
f v
f = + λ ∴ = +v
v f v
fO S O
경우 2: 정지한 관측자에 대해 상대적으로 움직이 는 음원
- 음원은 vST = vS/fS의 거리를 움직이고 파장은 이 거리만큼 짧아진다.
- 일반적인 경우,
S S S
O f
− v
=
λ
λ
= −
∴
S S
O v v
f v
f
−
= +
S O S
O v v
v f v
f
vO : 관측자가 음원을 향해 움직일 때 양의 속력 vS : 관측자가 음원으로부터 멀어질 때 음의 속력
여러 개의 파동이 매질을 통과할 때, 임의의 한 점 에서 합성파동의 값은 각 파동의 대수적인 합을 말 한다.
보강간섭 : 파동이 보강이 되어 나타남
상쇄간섭 : 파동이 상쇄되어 나타남
) , 2 , 1 , 0
1 (
2 − r = n n =
r
λ
) , 2 , 1 , 0 (
) ( 12
1
2 − r = n + n =
r
λ
입사파와 반사파는 중첩의 원리에 따라 합쳐진다
만약 줄이 정확히 일정한 진동수로 진동한다면, 파동은 정지한 것처럼 보인다.
L v f v
1 2
1 = =
λ
µ F f L
2 1
1 = ( 1, 2, 3, )
1 = 2 =
= F n
L nf n
fn
µ
(정상파)
(기본진동수)
