16 소리

16 소리

 소리

 소리의 세기 단위 : 데시벨

 도플러 효과

 공명과 음악

16.1 압력 세로파동

 소리(sound)란?

• 음파 – 매질(기체, 액체, 고체)을 통해서 전파되는 압력파, 세로파동

 소리의 속력

• 고체 :

• 기체, 액체 :

x축을 따라 시간함수로 전파 하는 압력 세로파동

• 부피탄성률 (bulk modulus)

• 영률(Young’s modulus)

• 1기압 20℃에서 음속 : 온도 의존성 :

 소리의 반사

초음파 반사를 이용하여 얻은 태아의 영상 소리 반사를 이용하여 어두운 곳 에서 날아다니는 박쥐

16.2 소리의 세기

 소리의 세기 단위 : 데시벨

사람의 귀로 들을 수 있는 가장 작은 소리의 세기 상용로그

 상대세기와 동적범위

• 상대세기

• 동적범위 : 음원에서 발생한 가장 큰 소리와 가장 작은 소리의 상대소리 준위

 청력의 한계 : 20~20,000 Hz

가청문턱 값의 짂동수 의존성 노화

16.3 소리의 간섭

...

, 3 , 2 , 1 , 0

,    



r n n

 보강 간섭

...

, 3 , 2 , 1 , 0 ,

2 )

(  1    



r n  n

 상쇄 간섭

 맥놀이 (beats)

) sin(

) , (

) sin(

) , (

2 0

2

1 0

1

t A

t x y

t A

t x y









짂폭은 같지만 짂동수가 약간 다른 두 파동을 고정된 위치에서 관측하는 경우,

두 사인파의 합

) , ( )

, ( )

,

(

x

t y

x

t y

x

t

y



 



 



A t

t

2 sin 1 )

2( cos 1

2











 



 



A f f t

f f

t

2 2 1 sin )

2( 2 1 cos

2





맥놀이 짂동수

2

1

f

f

f

16.4 도플러 효과

 전파속력이 인 매질에 대하여 음원과 관 측자가 의 속력으로 움직일 때 음 원이 내는 짂동수 와 관측자가 관측하는 짂동수 사이의 관계

관측자가 음원에서 멀어질 때/다가갈 때 음원이 관측자에서 멀어질 때/다가갈 때

• 유도과정

- 음원이 움직이면 파장이 달라짂다.

- 동앆 관측자를 지나는 파고의 수를 센다.

 2차원과 3차원 공간의 도플러 효과

 도플러 효과의 응용

관찰자 방향의 속력

Speed gun Radar 3-D echocardiography(심장초음파)

 충격파(shock wave)

• 음원의 속력이 음속보다 더 클 경우 충격파가 나온다.

• 마하 원뿔 • 체렌코프 복사

핵반응로의 중심에서 나오는 체렌코프 복사(푸른빛을 띤 미광) 고에너지 양성자나 전자가

매질에서 빛의 속력보다 빨리 움직일 때 나온다.

전하를 가짂 고에너지 입 자를 검출하는데 쓰인다.