Æĵ¿ÀÇ Ç¥Çö |
|
|
|
|
Æĵ¿ÀÇ ¸ðµç °ÍÀº Æĵ¿ÇÔ¼ö·Î ±â¼úµÈ´Ù. |
|
|
|
È£¼öÀÇ ¹°°áÀ» Àß °üÂû Çغ¸¸é È£¼ö¸éÀÇ ¼ö¸éÀÇ ³ôÀÌ°¡ °¢ ÁöÁ¡¿¡µû¶ó ´Þ¸® µÇ¾î ÀÖÀ¸¸é¼ ±× ÇüÅ°¡ °è¼Ó ¿òÁ÷ÀÌ´Â °ÍÀ» º¼ ¼ö ÀÖÀ» °ÍÀÌ´Ù. ¼ö¸éÀÇ ³ôÀÌ(Æĵ¿·®)¸¦ È£¼ö³»ÀÇ °¢ ÁöÁ¡ÀÇ À§Ä¡, Áï °ø°£°ú ½Ã°£ÀÇ ÇÔ¼ö·Î Ç¥ÇöÇÑ´Ù¸é ±× ¼ö¸éÆÄ(¹°°á)¿¡ ´ëÇÑ ÃÑüÀûÀΠǥÇöÀÌ µÉ °ÍÀÌ´Ù. ÀÌó·³ Æĵ¿ÀÇ ¸ðµç Á¤º¸´Â Æĵ¿·®ÀÇ °ø°£, ½Ã°£ÀÇ ÇÔ¼ö·Î¼ ¿Ïº®ÇÏ°Ô ±â¼úµÇ¾î À̸¦ Æĵ¿ÇÔ¼ö¶ó°í ÇÑ´Ù. ÀÌ Æĵ¿ÇÔ¼öÀÇ Â÷¿øÀº ±×°ÍÀÌ Ç¥ÇöÇÏ´Â Æĵ¿·®ÀÇ ¹°¸®ÀûÀÎ Â÷¿øÀÌ µÇ¾î ¼ö¸éÆijª ÁÙÀÇ Æĵ¿ °æ¿ì Æĵ¿ÇÔ¼ö´Â °Å¸®ÀÇ Â÷¿øÀ» °¡Áö°í, ¼Ò¸®ÀÇ °æ¿ì´Â À½¾ÐÆĵ¿À¸·Î º¸¸é ¾Ð·Â, ¼Ò¹ÐÆĵ¿·Î º¸¸é ¹Ðµµ, º¯À§Æĵ¿À¸·Î º¸¸é °Å¸®ÀÇ Â÷¿øÀ» °®´Â´Ù. Æĵ¿µµ ¹°¸®ÀûÀÎ Çö»óÀ̹ǷΠ¿îµ¿¹ýÄ¢À̳ª ÀüÀÚ±â¹ýÄ¢ µî ±âº»ÀûÀÎ ¹°¸®¹ýÄ¢À»
¸¸Á·ÇØ¾ß ÇÏ¿© Æĵ¿ÇÔ¼öµµ Ưº°ÇÑ ¹æÁ¤½ÄÀ» ¸¸Á·ÇÏ°Ô µÇ´Âµ¥ À̸¦ Æĵ¿¹æÁ¤½ÄÀ̶ó
ÇÑ´Ù. Áï Æĵ¿ÀÇ Æĵ¿ÇÔ¼ö´Â Æĵ¿¹æÁ¤½ÄÀ» ¸¸Á·ÇØ¾ß ÇÏ¸é ¶ÇÇÑ ÀÌ Æĵ¿¹æÁ¤½ÄÀÇ
¾î¶°ÇÑ ¼öÇÐÀûÀÎ Çصµ ¹°¸®ÀûÀ¸·Î °¡´ÉÇÑ Æĵ¿ÀÌ´Ù. |
|
¿©·¯ °¡Áö Æĵ¿À» ¿°ÅÇÏ¿© °¢°¢ÀÇ Æĵ¿·®(Æĵ¿ÇÔ¼ö)Àº ¾î¶² ¹°¸®·®, Â÷¿øÀ» °¡Áö°í ÀÖ´ÂÁö¸¦ ¾Ë¾Æº¸ÀÚ. ¼öÇÐÀÇ ÇÔ¼ö·Î Ç¥ÇöÇϱ⠰ï¶õÇÑ Æĵ¿Àº ¾î¶² °æ¿ìÀϱî? ¼ö¸éÆÄ(¹Ù´ÙÀÇ Æĵµ)¸¦ ¿¹·Î ¼³¸íÇØ º¸ÀÚ. |
|
Á¶ÈÆÄ´Â Àß ºú¾îÁø Æĵ¿ÀÌ´Ù. |
|
Æĵ¿Àº ¿©·¯°¡Áö ´Ù¾çÇÑ ÇüÅÂ, º¸´Ù Á¤È®ÇÏ°Ô ¸»ÇÏ¸é °ÅÀÇ ÀÓÀÇÀÇ ¸ð¾çÀ» ÇÒ ¼ö ÀÖ´Ù. ¿¹¸¦ µé¾î ÁÙÀÇ ÇÑÂÊÀ» ¼ÕÀ¸·Î Áøµ¿½ÃÄѼ Æĵ¿À» ¹ß»ý ½ÃÅ°´Â °æ¿ì¸¦ »ý°¢Çغ¸ÀÚ. À̶§ ¼ÕÀ¸·Î Èçµå´Â ÆøÀ» ½Ã°£¿¡ µû¶ó¼ °ÅÀÇ ÀÓÀÇ·Î ÇÒ ¼ö ÀÖ°í, ÀÌ °æ¿ì ÁÙÀ» µû¶ó ÀüÆÄµÇ¾î °¡´Â Æĵ¿ÀÌ °ø°£¿¡ ÆîÃÄÁø ¸ð½Àµµ ÀÓÀÇÀÇ ÇÔ¼ö ¸ð¾çÀÌ µÈ´Ù. ÀÌ·¯ÇÑ ÀÓÀÇÀÇ ÆÄ°¡ ÀÖÀ» ¼ö ÀÖÁö¸¸ ¿ì¼± Àß ºú¾îÁø Æĵ¿¿¡ ´ëÇÏ¿© °í·ÁÇϵµ·Ï ÇÑ´Ù. ÀÌ·¸°Ô Àß ºú¾îÁø Æĵ¿À» ÁÖ·Î Ãë±ÞÇϴµ¥¿¡´Â ¸î°¡Áö ÀÌÀ¯°¡ ÀÖ´Ù. ¿ì¸®°¡ ÀÏ»ó
»ýÈ°¿¡¼ Á¢ÇÏ´Â Æĵ¿Àº ±× Æĵ¿ÀÇ Å©±â°¡ ±×·¸°Ô Å©Áö ¾ÊÀ» ¶§¿¡´Â sinÇÔ¼ö ÇüÅÂÀÇ
¸Å²öÇÑ ¸ð½ÀÀÏ ¶§°¡ ¸¹´Ù. ÆÄ°¡ ¸ÅÁú¿¡¼ À̵¿ÇÏ¸é¼ ºÐ»ê(dispersion)¿¡ ÀÇÇÏ¿© ¿©·¯
°¡ÁöÀÇ sinÆÄ·Î ºÐ¸®µÇ¾î ¹ö¸®±â ¶§¹®µµ ÇϳªÀÇ ÀÌÀ¯°¡ µÈ´Ù. ¶ÇÇÑ ÆÄ°¡ ¹ß»ýµÇ´Â
óÀ½ÀÇ ¿äµ¿ÀÌ Á¶ÈÁøµ¿(harmonic oscillation)ÀÎ °Íµµ ´Ù¸¥ ÀÌÀ¯°¡ µÈ´Ù. ¾Õ¿¡¼
¼ÕÀ¸·Î ÁÙÀÇ ³¡À» Àâ°í Áøµ¿½ÃÅ°´Â °æ¿ì ¼ÕÀÇ ¿îµ¿À» ¾ÆÁÖ À¯¿¬ÇÏ°Ô ÇÑ´Ù¸é À̷κÎÅÍ
¹ß»ýµÇ´Â °ø°£¿¡ ÆîóÁø Æĵ¿ÀÇ ¸ð½Àµµ À¯¿¬ÇÑ ¸ð½ÀÀÌ µÇ´Â °ÍÀÌ´Ù. ÀÌ·¸°Ô sinÇÔ¼ö
ÇüÅÂÀÇ À¯¿¬ÇÑ Æĵ¿À» Á¶ÈÆĶó ÇÑ´Ù. ÇÑÆí ¿©·¯ ´Ù¾çÇÑ Áøµ¿¼öÀÇ Á¶ÈÆĵµ Àû´çÈ÷
ÇÕ¼ºÇϸé ÀÓÀÇÀÇ ¸ð¾çÀÇ Æĵ¿À» ¸¸µé¾î ÁÙ ¼ö ÀÖ´Ù. ÀÌ¿¡ µû¶ó Æĵ¿¿¡ ´ëÇÑ Àü¹ÝÀûÀÎ
ÀÌÇØ´Â ÀÌ·¯ÇÑ ¸Å²öÇÑ ¸ð½ÀÀÇ Á¶ÈÆÄ¿¡ ´ëÇÑ ÀÌÇطκÎÅÍ Ãâ¹ßÇÑ´Ù. |
|
Á¶ÈÆÄ´Â ¾Æ·¡ ±×¸²Ã³·³ sinÇÔ¼ö·Î Ç¥ÇöÇÒ ¼ö ÀÖ´Â Æĸ¦ ¸»ÇÑ´Ù. ÀÓÀÇÀÇ Æĵ¿Àº ÀÌ·¯ÇÑ Á¶ÈÆÄÀÇ ÇÕ¼ºµÈ ÇüÅ·Π³ªÅ¸³¾ ¼ö ÀÖ´Ù. ±×¸²°ú ¼ö½Ä¿¡´Â Æĸ¦ ±¸¼ºÇÏ´Â ¸î°¡Áö ¿ä¼Ò°¡ ¼·Î °ü°èµÇ¾î Ç¥Çö µÇ¾î ÀÖ´Ù. Á¶ÈÆÄÀÇ ±¸¼º¿ä¼Ò : ÆÄÀå, ÁÖ±â(Áøµ¿¼ö), ÁøÆø |
|
|
|
¾Æ·¡ ÇÁ·Î±×·¥À» ¿î¿ëÇØ º¸ÀÚ. ¿À¸¥ÂÊ ÇÏ´ÜÀÇ run ¹öÆ°À» ´©¸£¸é À§Ä¡ ±×·¡ÇÁ»óÀÇ Æĵ¿ÀÌ ¿òÁ÷À̱⠽ÃÀÛÇÑ´Ù. ¾Æ¿ï·¯ ¿øÁ¡¿¡¼ÀÇ Æĵ¿·®ÀÌ ½Ã°£¿¡ µû¶ó º¯ÈµÇ´Â ¸ð½ÀÀÌ ÇÏ´ÜÀÇ ±×·¡ÇÁ¿¡ ¼øÂ÷ÀûÀ¸·Î Ç¥ÇöµÈ´Ù. À̸¦ Àß °üÂûÇÏ¿© ÆÄÀå, ÁÖ±âÀÇ Àǹ̸¦ »ý°¢Çغ¸ÀÚ. ÇÁ·Î±×·¥ÀÇ ½ÇÇàÀ» Á¤Áö½ÃÅ°·Á¸é pause ¹öÆ°À» ´©¸¥´Ù. 90ÃÊÀÇ ½Ã°£ÀÌ Áö³ª°Å³ª reset ¹öÆ°À» ´©¸£¸é »õ·Î¿î ÆÄÀå, ÁÖ±âÀÇ Æĵ¿ÀÌ ÀÓÀÇÀÇ °ªÀ¸·Î »ý¼ºµÈ´Ù. ½Ã°£ sec°ú °Å¸® m´Â ½ÇÁ¦ÀÇ ÃàÀû°ú Â÷ÀÌ°¡ ÀÖ´Ù. ¾Æ·¡ ±×·¡ÇÁÀÇ ÃàÀû¿¡¼ Æĵ¿ÀÇ ÁøÇà¼Óµµ, Áøµ¿¼ö¸¦ ±¸Çغ¸ÀÚ. <³¡³½ÈÄ pause ¹öÆ°À» ´·¯ ÇÁ·Î±×·¥À» ³¡³»µµ·Ï ÇÑ´Ù> |
|
|
|
|
|
Æĵ¿ÀÌ ¸¸Á·ÇÏ´Â Æĵ¿¹æÁ¤½ÄÀ» ¸¸µé¾î º¸ÀÚ.
|
|
ÁÙÀÇ ¾ç ³¡ÀÌ Àå·Â F¿¡ ÀÇÇØ ´ç°ÜÁö°í ÀÖÀ» ¶§ ÆØÆØÇÏ°Ô ±äÀåµÈ »óŸ¦ À¯ÁöÇÏ¿© ÀÏÁ÷¼±À» ÀÌ·ç°í ÀÖÀ» °ÍÀÌ´Ù. À̶§ ÁÙÀÇ ¾î¶² ºÎºÐÀ» ´ç°å´Ù°¡ ³õÀ¸¸é º¯ÇüµÈ ¸ð½ÀÀº ¾ç¹æÇâÀ¸·Î ÆÛÁ® ³ª°¥ °ÍÀÌ´Ù. ÁÙÀÇ ¿îµ¿¾ç»óÀº ÀüÀûÀ¸·Î ¿îµ¿¹ýÄ¢¿¡ ÀÇÇØ Áö¹èµÇ°í µû¶ó¼ ÁÙÀÇ ºÎºÐÀÌ ¹Þ´Â ¸ðµç ÈûÀ» ºÐ¼®ÇØ º½À¸·Î¼ Æĵ¿À̶ó´Â ƯÀÌÇÑ ¿îµ¿ÀÇ ÇüŸ¦ ÀÌÇØÇÒ ¼ö ÀÖ´Ù. ¾Æ·¡ ±×¸²¿¡¼ º¼ ¼ö ÀÖ´Â °Í ó·³ ÀÎÁ¢ÇÑ ºÎºÐÀÇ º¯À§°¡ ÀÚ±â Àڽſ¡°Ô ¿µÇâÀ» ¹ÌÄ¡°í, ¶ÇÇÑ ÀÚ±âÀÚ½ÅÀÇ º¯À§°¡ ÀÎÁ¢ÇÑ ºÎºÐÀ¸·Î ¿µÇâÀ» Áֱ⠶§¹®¿¡ ÀÌ°ÍÀÌ ±³´ë·Î ÀϾ¼ ±× º¯À§ÀÇ Á¤µµ°¡ °ø°£»óÀ¸·Î ÆÛÁ®³ª°¡°Ô µÈ´Ù. ÁÙÀÇ °¢ ºÎºÐÀÌ ¼·Î ¿¬°á µÇÁö ¾Ê¾Ò´Ù¸é Æĵ¿Àº »ý°Ü³¯ ¼ö ¾øÀ» °ÍÀÌ´Ù. |
|
|
|
¾Æ·¡ ±×¸²Àº ÁÙÀÇ ÀϺκп¡¼ÀÇ ÈûÀÇ ºÐÆ÷¸¦ º¸¿©ÁÖ°í ÀÖ´Ù. ¼öÆò¹æÇâÀÌ xÃà ¹æÇâÀÌ°í, Èû F´Â Àå·ÂÀ¸·Î¼ ÁÙ Àüü¿¡ °ÉÃÄ °ÅÀÇ ÀÏÁ¤ÇÏ´Ù. ±×¸®°í ÁÙÀÇ ºÎºÐÀÌ ±â¿ï¾îÁ® ÀÖ´Â Á¤µµ´Â °úÀåµÇ°Ô ±×·ÁÁ® ÀÖ¾î ½ÇÁ¦·Î ±â¿ï¾îÁø °¢ q´Â °ÅÀÇ 0¿¡ °¡±õ´Ù. |
|
|
|
U : ÁÙÀÇ ¼¼·Î¹æÇâÀ¸·ÎÀÇ º¯À§. ÁÙÀÇ À§Ä¡ x¿Í ½Ã°£ t¿¡ µû¶ó ´Þ¶óÁø´Ù. U (x,t)ÀÇ
ÇÔ¼ö ÇüÅ·ΠǥÇöµÈ´Ù. ÁÙÀÇ º¯À§°¡ Àû¾î¼ ±â¿ï¾îÁø °¢µµ t°¡ 0¿¡ °¡±î¿ï¶§ ·Î ³õÀ» ¼ö ÀÖ´Ù. À§ ±×¸²¿¡¼ ÁÙÀÇ ÀϺκРDx°¡ ¹Þ´Â ÈûÀº ¾Æ·¡¿Í °°´Ù. ÀÌ Èû¿¡ ÀÇÇÑ ¿îµ¿¹æÁ¤½ÄÀº, À̸¦ Á¤¸®Çϸé 1Â÷¿ø¿¡¼ÀÇ Æĵ¿¹æÁ¤½ÄÀ» ¾òÀ» ¼ö ÀÖ´Ù. ¿©±â¼ ÇÑÆí ÀÌ ½ÄÀ» 3Â÷¿øÀ¸·Î ÀÚ¿¬½º·´°Ô È®ÀåÇÏ¸é ´ÙÀ½ÀÇ 3Â÷¿ø Æĵ¿¹æÁ¤½ÄÀ» ¾òÀ» ¼ö ÀÖ´Ù. À§ 1Â÷¿øÀÇ Æĵ¿¹æÁ¤½ÄÀº 2°è¹ÌºÐ ¹æÁ¤½ÄÀÌ¾î¼ ÃʱâÀÇ À§Ä¡ ÇÔ¼ö, ¼ÓµµÇÔ¼ö°¡ ÀÖÀ¸¸é °áÁ¤ÇÒ ¼ö ÀÖ´Ù. ÇÑÆí ÀÌ ¹æÁ¤½ÄÀº ´ÙÀ½°ú °°Àº (x - vt) ³ª (x + vt) ÀÇ ÀÓÀÇÀÇ ÇÔ¼öÇüÅÂÀÇ Çظ¦ °®´Â´Ù. ÀÌÁß ´ÜÁ¶È Áøµ¿¿¡ ÀÇÇÏ¿© ¹ß»ýµÇ´Â Æĵ¿À̶ó¸é sinÇÔ¼ö·Î Ç¥½ÃµÇ¾î À̸¦ Á¶ÈÆĶó°í ÇÑ´Ù. ¿©±â¼ lÀº ÆÄÀåÀÌ´Ù. ÀÏÂ÷¿ø Á¶ÈÆÄ¿¡ ´ëÇÑ Ç¥ÇöÀ» ¾Æ·¡¿Í °°ÀÌ Æļö k, °¢Áøµ¿¼ö w·Î Ç¥ÇöÇÏ¿© ´ÙÀ½°ú °°ÀÌ ¾²±âµµ ÇÑ´Ù. ¾Æ·¡ ±×¸²Àº ÁÙÀÇ Æĵ¿ÀÌ ÀüÆĵǴ ¸ð½ÀÀ» º¸ÀÌ°í ÀÖ´Ù. ÁÙÀÇ º¯À§ ÇüÅ´ ±× ¸ð¾çÀ» À¯ÁöÇÏ¸é¼ ¿À¸¥ÂÊÀ¸·Î À̵¿ÇÏ°í ÀÖ´Ù. ÇÑ ¼ø°£ÀÇ ÆÄÀÇ ¸ð½ÀÀº sinÇÔ¼öÇüÀÌ¾î¼ ±× °ÅµìµÇ´Â ÁÖ±â´Â ÆÄÀåÀÌ µÇ°í, ÆÄÀÇ Å©±â´Â ÁøÆøÀ̶ó ÇÑ´Ù. ÇÑÆí °ø°£ÀÇ ÇÑ ÁöÁ¡À» ÁÖ½ÃÇÏ¸é ±× ºÎºÐÀÇ ÁÙÀº ½ºÇÁ¸µ¿¡ ¸Å´Þ·Á ÀÖ´Â Ãßó·³ Áøµ¿À» ÇÏ°í ÀÖ´Â °ÍÀ» ¾Ë ¼ö ÀÖ´Ù. ÀÌó·³ ÆÄÀÇ ÁøÇà¹æÇâ°ú ¸ÅÁúÀ̳ª ¸ÅÁúÀÇ ¹°¸®·®ÀÇ Áøµ¿¹æÇâÀÌ ¼öÁ÷ÇÑ °æ¿ìÀÇ Æĵ¿À» ȾÆĶó ÇÑ´Ù. |
|
|
2Â÷¿ø Æĵ¿, 3Â÷¿ø Æĵ¿À» ¿òÁ÷ÀÌ´Â ±×·¡ÇÁ¿Í ÇÔ²² ´Ù·é´Ù.