21C. Teachers of Science

열린 관에서 정상파를 발생시켰을 때 공기의 움직임은 왜 열린 끝에서 배가 되는 것일까? (압력의 세기는 끝에서 마디가 된다.) 닫힌 끝은 마디가 되니까 열린 끝은 배가 되어야 한다는 설명은 충분한 것일까? 배가 생길 수 밖에 없다는 것을 증명할 수 있을까? 사실 배의 정확한 위치는 관의 끝이 아니고 관의 두께 등에 따라 약간씩 달라진다. 이 차이는 파이프 오르간 등을 제작할 때처럼 음의 높이와 관의 길이를 맞추어야 할 때 얼마나 영향을 미칠까?The effective length of a tube is increased by about one third of the tubes diameter for each open end. This lengthening will increase the wavelengt..

진동수(주파수)란 주기적인 현상이 단위시간 동안 몇 번 일어났는지를 의미하며, 교육과정에 나오는 진동수의 단위는 Hz로 한정되어 있습니다.실생활에서는 진동수가 어디에 쓰일까요? 1. Hz(Hertz) 교과서에서 배우는 내용이므로 생략합니다. 2. RPM(Revolutions Per Minute, 분당 회전수) 가. 자동차의 엔진 회전수 : 아래 사진의 좌측과 같이 0 ~ 8까지 숫자가 보이며 X1000이 보인다. 대략 바늘이 1정도이므로 현재 1000rpm인 상태이다. 속력계는 0이므로 정지해 있는 상태에서 엔진 피스톤이 회전하고 있는 상황이다.일반적으로 가솔린 승용차의 경우 8~9000rpm까지, 디젤 승용차는 6000rpm까지, 대형트럭, 버스의 경우에는 2500~3500rpm까지 표기되어있다. 숏 ..

전화기나 이어폰, 작은 트랜지스터 라디오 등이 베이스 소리를 낼 수 있다는 것은 신기한 일이 아닐까?(FC 1.62 참조) 스피커가 아주 작은 데도 베이스의 소리를 들을 수 있다. 옛날 축음기에 달린 나팔들 역시 낮은 주파수를 다룰 수는 없다. 그러면 왜 우리 귀에는 베이스의 소리가 들릴까? 관련게시물2016/11/29 - [물리/파동광학] - [FC 1.62]우퍼와 트위터 베이스 노트는 스피커에서 출력되지 않더라도 귀에서 생성된다.2개의 다른 주파수가 귀에 들어오면, 그것의 비선형 응답은 입사한 주파수의 합 또는 차와 같은 주파수, 또는 이들 주파수의 정수배의 합 또는 차를 가지게 되는 진동을 생성한다.이러한 추가되는 노트 중에서 가장 두드러진 것은 주파수의 차이로 청취자에게 베이스 노트를 제공한다.

우퍼(wooper, 저음을 위한 스피커)는 트위터(tweeter, 고음을 위한 스피커)보다 훨씬 크다. 왜 그럴까?관련게시물2016/11/29 - [물리/파동광학] - [FC 1.64]작은 스피커에서 나는 베이스 소리 크기에 차이가 있는 것은 2가지의 주된 이유가 있다.대형 종이 콘은 고주파 음향에 신속하게 반응할 수 없기 때문에 그 표면을 통해 여러 개의 파로 분산된다. 따라서 더 높은 주파수 범위에는 더 작은 콘이 사용된다.- 크기가 클수록 질량이 커지기 때문에 움직이기 힘들다. 고주파일수록 힘의 방향이 빨리 바뀌므로 크기가 작은 트위터가 빨리 반응할 수 있는 것이다.둘째, 스피커는 방을 채우기 위해 넓은 각도로 소리를 분산시켜야 한다. 회절 패턴의 각도는 파장과 스피커 콘의 상대적인 크기에 따라 달..

쿤트관은 소리의 정상파를 보여주는 시범기구로 오랫동안 쓰여왔다. 그런데 우리는 이 관속에서 일어난 현상을 과연 잘 이해하고 있는 것일까? 쿤트관은 긴 유리관 속에 소량의 가벼운 가루[톱밥 또는 석송(상록 다년생 양치식물)의 노란 가루같은 포자 등]를 넣어 만든다. 관의 한쪽 끝은 밀봉되어 있고 다른 한 쪽은 놋쇠 막대기로 연결되어 있다.(그림 1.47a참조) 놋쇠 막대기를 송진이 묻은 부드러운 가죽이나 면 헝겊으로 문지르면 막대기에서 삑삑거리는 소리가 나고 관 속의 가루가 일정한 간격을 두고 소복히 쌓인다. 관 속의 정상파가 가루를 움직이게 할 텐데 어떻게 해서 가루가 이런 모양으로 쌓이게 될까? 더구나 쌓인 가루의 윗표면에 물결무늬가 나타난다. 이 물결 무늬는 어떻게 해서 생겼을까? 놋쇠 막대기 대신 ..