물리1 파동 (간단 정리)

파동의 발생과 전달

 

소리가 펄질 때 이동하는 것은 공기 입자가 아니라 공기 입자가 진동하는 에너지이다.

파동 : 소리와 같이 어느 한 점에서 발생한 진동이 퍼져 나가는 것 

소리뿐만 아니라 빛, 연못에 생긴 물결, 지진파 등도 모두 파동이다.

지진이 일어나면 땅이 직접이동하지 않고도 지진파가 멀리 떨어진 도로를 부서뜨릴 수 있는 것처럼 파동은 물질의 이동 없이 에너지를 전달하는 특성이 있다.

 

파원 : 파동이 처음 발생한 곳

매질 : 소리를 전달하는 공기와 같이 파동을 전달하는 물질

※파동의 대부분 매질을 통해 전달되지만, 빛과 같이 매질이 없이 전달되는 파동도 있다.

 

그림 1

횡파 : 매질의 진동 방향과 파동의 진행 방향이 수직인 파동 (그림 1의 위 파동)

ex) 지진파의 S파, 빛

 

 

종파 : 매질의 진동 방향과 파동의 진행 방향이 나란한 파동 (그림 1의 아래 파동)

ex) 지진파의 P파, 소리

 

 

그림 2

 

주기(T) : 매질이 한 번 진동하는 데 걸린 시간

진동수 (f) : 주기의 역수 {단위 : ㎐(헤르츠)}

진폭 : 그림 2의 a = amplitude, 매질이 진동하는 최대 변위

파장 : 그림2의 λ = wavelength,  파동이 진행할 때 동일하게 운동하는 이웃한 두 점 사이의 거리

f = 1 ÷ T

 

υ = f λ = λ ÷ T

 

줄을 따라 진행하는 파동의 속력은 느슨한 줄에서보다 팽팽한 줄에서 더 빠르다.

 

● 소리의 속력

고체 ＞ 액체 ＞ 기체

 

 

파동의 굴절

 

파동의 굴절 : 파동이 서로 다른 두 매질의 경계면을 비스듬히 지날 때 파동의 속력이 달라져 그 진행 방향이 꺾인 현상

(α) 입사각 : 파동이 굴절할 때 입사파의 진행 방향과 법선이 이루는 각

(β)굴절각 : 굴절파의 진행 방향과 법선이 이루는 각

법선 : 두 매질의 경계면에 수직인 직선

 

Q. 진동수, 주기, 파장, 속력 중 파동이 굴절 할 때 변하는 것과 변하지 않는 것을 구별해주세요

A. 진동수, 주기는 안 변합니다.  파동, 속력은 변합니다.

 

 

전자기파의 성질 

 

소리와 달리 전자기파는 매질이 없는 진공에서도 전파된다.

 

감마(γ)선 ＞ X선 ＞ 자외선 ＞ 가시광선 ＞ 적외선 ＞ 마이크로파 ＞라디오파

← 갈수록 파장이 짧다, 진동수가 높다, 에너지가 크다                    

 

파동의 간섭

 

파동의 독립성 : 입자와 달리 한 지점에서 서로 겹치더라도 서로에게 영향을 미치지 않는 성질

중첩의 원리 : 두 파동이 한 지점에서 겹칠 때 그 지점에서 매질의 변위는 그 점을 지나는 각각의 파동의 변위를 더한 것과 같다는 성질

합성파 : 중첩한 결과 만들어지는 파동

보강 간섭 : 골과 골이 만나도록 중첩되면 합성파의 진폭이 커지는 것

상쇄 간섭 : 두 파동이 마루와 골, 골과 마루가 만나도록 중첩되면 합성파의 진폭이 줄어드는 것