마이크 격자와 컴퓨터 제어를 이용한 소리의 간섭과 회절 측정
Instrumentation for Sound Interference and Diffraction Measurement
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초록
소리의 회절과 간섭은 중요한 파동 현상이나 빛의 간섭과 회절에 비해 실험 장치를 만들기가 불편하여 중고등학교 물리 교과에서 소홀히 다루어지고 있다. 이 연구에서는 소리 현상의 이해를 돕기 위해 마이크 격자와 컴퓨터를 이용하여 소리의 회절과 간섭을 측정하고 결과를 3차원 그래픽으로 나타내 었다. 측정을 위해 256개의 마이크를 16×16 격자로 배열하고 16개의 아날로그 입력 채널을 사용했다. 회절 실험을 위해서는 한 개의 스피커와 방음벽을, 간섭 실험을 위해서는 2개의 스피커를 사용하였다. 컴퓨터 그래픽으로 나타낸 간섭무늬는 엑셀을 이용한 시뮬레이션 결과와도 잘 일치하였다. 이와 같은 장치는 컴퓨터를 이용하는 실험에 잘 적용될 수 있을 뿐 아니라, 시범 실험 장면을 동영상으로 만들어 학교에 보급하면 소리 현상 수업을 위한 시청각 교재로 활용할 수 있을 것이다.
Abstract
Sound interference and diffraction is an important part of wave phenomena. Compared to the experiment on the light interference and diffraction, sound experiment is not widely performed at high schools because of the cumbersome equipment. In this experiment, we assembled an array of 256 microphones to measure the sound interference and diffraction. The sound intensity at each microphone was measured using a computer with a multiplexer and 16 analog/digital converting channels. The data were processed using MATLAB software and presented as a 3‐dimensional graphic. The diffraction experiment was done using one speaker and a wall and the interference experiment was done using two speakers. The measurement agreed with the simulation using Excel program. We hope our apparatus can be adopted for a microcomputer‐based experiment at high school physics activity.
참고문헌 (1)
- 토머스 플로이드, "전자회로" (2002), 피어슨에듀케이슨 코리아