파동과 소리
줄 위의 진행파
재생을 누르세요 — y = A sin(kx − ωt)가 전파되는 모습을 관찰하고 줄 중앙에서 y(t)를 측정하세요.
줄 위의 진행파 — 인터랙티브 파동과 소리 시뮬레이션. 재생을 누르세요 — y = A sin(kx − ωt)가 전파되는 모습을 관찰하고 줄 중앙에서 y(t)를 측정하세요. 실시간 SI 측정값과 안내형 튜토리얼을 제공하는 무료 브라우저 기반 가상 물리 실험실입니다.
진행파
사인파가 줄을 따라 v = √(T/μ)의 속도로 전파합니다.
각 점은 횡방향으로 진동하고, 패턴은 줄을 따라 이동합니다. 줄에서 파수 k와 각진동수 ω는 분산 관계로 연결됩니다.
- y = A sin(kx − ωt)
- v = √(T/μ)
조사 개요
랩을 열기 전에 질문을 계획하세요.
이 브리프는 사전 렌더링된 페이지를 반영합니다. 탐구 질문, 서로 다른 예측, 변수의 역할, 지배 법칙, 설정, 분석 및 확장 질문을 이 순서로 계속 표시합니다.
운전 질문
고정된 장력을 받는 줄은 진행파를 전달합니다. 더 높은 진동수로 구동하면 파장은 어떻게 되나요?
검토할 예측
- 파장이 짧아집니다. 파동 속도는 고정되어 있으므로 진동수가 높을수록 패턴이 압축됩니다.
- 진동수가 높을수록 파장이 길어집니다.
- 파장은 진동수에 따라 변하지 않습니다.
다양한 역할
설정하는 것:
- 구동 진동수 f (Hz)
측정하는 것:
- 파동 속도 v (m/s)
- 파장 λ (m)
실험 진행 방법
- travelling-wave 사전 설정을 열고 재설정을 누릅니다. 현의 장력(120N)과 선밀도(0.01kg/m)는 고정되어 있습니다.
- 스트링의 파장 판독을 활성화합니다.
- 각 시행에 대한 구동 진동수를 설정하고 패턴이 안정되면 파장을 기록합니다.
지배방정식
현의 파동 속도 — v = √(T/μ)
횡파가 늘어난 끈을 따라 이동하는 속도는 진동수나 진폭이 아니라 끈의 장력과 단위 길이당 질량에만 의존합니다.
우주파 관계 — v = f·λ
모든 파동의 속도는 진동수와 파장을 곱한 것과 같습니다. v는 문자열로 고정되어 있으므로 f를 높이면 λ가 비례적으로 줄어듭니다.
인쇄용 실험지에서 학생이 계산할 내용
- 한 번의 시행에 대해 T = 120 N 및 μ = 0.01 kg/m를 사용하여 v = √(T/μ)를 계산한 다음 λ = v/f를 계산합니다. 두 가지를 모두 표와 비교해보세요.
- 파동 속도는 세 가지 시도 모두 동일합니다. v = fλ를 사용하여 진동수를 두 배로 늘리면 파장이 절반으로 줄어드는 이유를 설명하십시오.
실험 밖에서의 활용
- 현의 진동수 대신 장력을 높이면 파동 속도가 증가합니까, 감소합니까? 고정된 진동수의 파장은 길어질까요, 짧아질까요?
- 파동의 속도는 줄을 얼마나 빨리 흔드는가가 아니라 매질(여기서는 장력과 선형 밀도)에 따라 달라집니다. 진동수와 파동 속도가 별도로 설정한 독립 수량인 이유를 설명하세요.
- AP Physics 2 — Unit 14: Waves, Sound, and Physical Optics
- IB Physics — C.2 Wave model
- General High School Physics — Waves & sound
- NGSS High School Physics — Wave properties
- Middle School Physical Science — Wave amplitude and energy
- Middle School Physical Science — Waves meeting materials
- 진행파에 오신 것을 환영합니다
- 줄 선택
- 재생을 누르세요
- 전파 관찰
- 검사기 열기
- 잘 하셨습니다!
대화형 시뮬레이션을 열어 장면을 빌드하고 재생을 누른 뒤, 실시간 측정 및 가이드 튜토리얼과 함께 탐구해 보세요.