정상파

마디와 배

정상파에는 변위가 거의 0으로 유지되는 마디와, 움직임이 가장 큰 배가 있습니다. 이러한 고정된 점은 서로 반대 방향으로 진행하는 파동 사이의 보강·상쇄 간섭에서 생깁니다.

줄에서의 공명

구동 진동수가 줄의 고유진동수 중 하나와 일치하면 줄은 공명합니다. 공명 상태에서는 파동 무늬가 안정되고 진폭이 비공명 때보다 훨씬 크게 증가합니다.

시뮬레이션에서 고조파 탐구하기

줄의 진동수, 장력, 길이를 바꾸며 고리의 수가 어떻게 달라지는지 살펴보세요. 이 시뮬레이션은 고조파, 파장, 파동 속도를 눈에 보이는 정상파 무늬와 연결해 줍니다.

파동 방정식

파동의 속력은 줄의 팽팽함이나 파동이 지나는 매질로 정해지며, 원천을 흔드는 속도로 정해지지 않는다. 속력이 일정하게 유지되므로, 내보내는 매 주기는 그 같은 속력에 맞아들어가야 하고, 더 빨리 흔들수록 주기는 더 가까이 모여 파장이 짧아진다.

v = f · λ

• v — 파동의 속력 (m/s): 파동의 패턴이 매질을 지나가는 빠르기
• f — 진동수 (Hz): 매초 한 점을 지나는 파동 주기의 수
• λ — 파장 (m): 한 주기 파동의 길이

줄을 따라 전해지는 파동이 매초 5주기를 완성한다. 한 주기는 2 m에 펼쳐진다. 파동의 속력은?

• f = 5 Hz
• λ = 2 m

1. v = f · λ
2. v = 5 Hz × 2 m

v = 10 m/s

시뮬레이션 해보기

• 줄 위의 정상파