맥놀이 실험

실험목적

엇비슷한 진동수의 두 소리가 어우러져 들리는 특이한 현상인 맥놀이를 컴퓨터 스피커를 통해 들어보아 각각의 주기에 따라 어떻게 다르게 들려게 되는지 알아본다.

이론

맥놀이

서로 엇비슷한 진동수의 두 소리가 겹쳐서 들릴 때 주기적으로 소리가 커졌다 작아졌다 하는데 파동에서 이러한 현상을 맥놀이라 한다. 맥놀이는 파동이 공간의 한 점에서 시간에 따라 변화는 것에 대한 현상이므로 비슷한 주기의 두 진동이 합성되었을 때에도 나타나게 된다.

합성되는 두 진동의 진폭이 비슷할수록 그 효과는 크게 나타나는데 아래와 같이 같은 진폭의 두 진동이 합성된 경우를 생각해 보자. 진동의 각진동수 를 각각 , 이라 하면,

이 된다.

합성된 진동은 각각 와 의 두 진동수를 가진 진동의 곱한 형태로 나타나는데 과 가 비슷한 경우에는 뒤 항은 원래의 진동을 그대로 닮아 있고, 앞의 항은 작은 진동수를 가진다. 따라서 원래의 진동이 긴 주기로 진폭이 변화되는 것으로 이해할 수 있다.

아래 그림은 진동수의 차이를 달리하였을 때 합성된 파형을 그래프로 그려주는 프로그램이다. 차이를 변화시켜가면서 합성된 결과를 관찰하여 파동이 시간에 따라 커졌다가 작아졌다가 하는 진동수, 즉 맥놀이 진동수를 측정해 보자.