핵심 원리

같은 진동수의 두 파동이 반대 방향으로 중첩되면 정상파가 형성됩니다. 현의 양 끝이 고정되면 L = nλ/2 조건에서 정상파가 생기며, 이 고유 진동수로 진동시키면 공명이 일어납니다.

탐구 질문

1. 기타줄의 길이를 반으로 줄이면 기본 진동수는 어떻게 변하나요?
2. 닫힌 관에서 짝수 배음이 나타나지 않는 까닭을 경계 조건으로 설명해 보세요.
3. 와인잔에 노래를 불러 깨뜨리는 것이 가능한 까닭을 공명으로 설명해 보세요.

실생활 예시

• 기타줄과 바이올린 줄은 양 끝이 고정된 현의 정상파를 이용합니다.
• 플루트는 열린 관, 클라리넷은 닫힌 관의 경계 조건을 잘 보여 줍니다.
• 타코마 다리 붕괴는 구조물이 고유 진동수 근처에서 크게 흔들릴 수 있음을 보여 줍니다.
• 전자레인지 내부에도 공간적인 정상파 분포가 생겨 가열이 고르지 않을 수 있습니다.

교과서 연계

역학과 에너지 III편 p120~127. 정상파와 악기 단원의 고조파, 경계 조건, 공명 개념을 함께 정리해 보세요.

🎸 정상파와 공명

길이, 고조파, 진동수를 바꾸면 식과 현재 상태가 함께 갱신됩니다.