춘천교육지원청 영재교육원 - 과학
성림초등학교 고준
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★ 소리의 원리 이해하기 1 (파동 용수철)
- 파동용수철을 사용하여 횡파, 종파, 정상파, 배, 마디, 진폭 및 파장에 대해 이해하기
소리란
소리는 귀(청각)로 느낄 수 있는 공기의 진동을 말한다. 기타줄이나 고무줄을 퉁기면 떨면서 소리를 낸다. 이와 같이 어떤 물건이 빠르게 떨면 그 주위의 공기도 따라 떨면서 소리가 난다. 물건이 떨리는 것을 진동이라 하고, 1초에 20번 이상 진동해야만 비로소 들을 수 있는 소리가 난다. 그러나 박쥐가 내는 소리처럼 진동 수가 1초에 2만 번 이상이어도 들을 수 없게 된다.
북을 치면 공기의 파동이 생기는데 이것을 음파라 한다. 물체가 진동하면 그 둘레의 공기도 눌리거나 끌려서 진동하게 되고, 이 진동이 점점 공기 속으로 퍼져 나가는데 이것이 음파이다. 음파가 귀에 들어와서 고막을 울리고, 그 울림이 청신경을 자극하면 우리는 그 음파를 느낀다. 이것이 소리이다. 초음파란 1초에 2만 번 이상 진동하여 사람이 들을 수 없는 음파를 말한다. 초음파를 이용하여 물고기 떼가 있는 곳도 알아낼 수 있고 절개해야 볼 수 있었던 신체의 내부를 절개하지 않고 외부에서 화면을 통해 진단할 수 있다.
발명가 에디슨은 1877년에 축음기를 발명하여 소리를 저장하고 다시 들을 수 있게 하였다. 전화는 전류를 이용하여 멀리 떨어져 있는 사람과 이야기를 주고받는 데 쓰인다.
진동하는 소리 굽쇠를 물에 대면 물이 튀어오른다.
ⓒ (주)천재교육 | BY-NC-ND
북 옆에 춧불을 세워 놓고 북을 세게 치면 불꽃이 흔들린다.
ⓒ (주)천재교육 | BY-NC-ND
음파는 수면에 생기는 물결과 비슷하다.
ⓒ (주)천재교육 | BY-NC-ND
진동
스피커 위의 물 컵이 진동으로 떨린다.
ⓒ (주)천재교육 | BY-NC-ND
물을 적게 채운 유리 컵일수록 높은 소리가 난다.
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벨이 발명한 최초의 전화
ⓒ (주)천재교육 | BY-NC-ND
1877년에 에디슨이 발명한 축음기
ⓒ (주)천재교육 | BY-NC-ND
초음파로 태아의 모습을 볼 수 있다.
ⓒ (주)천재교육 | BY-NC-ND
박쥐는 초음파를 내어 반사되어 오는 소리를 듣고 장애물을 피한다.
ⓒ (주)천재교육 | BY-NC-ND
소리의 성질1. 소리의 굴절 · 반사 · 흡수
소리가 공기 중에서 물 속으로 전해질 때, 물과 공기의 밀도가 다르기 때문에 그 경계면에서 소리가 나아가는 방향이 바뀌게 된다. 이것을 소리의 굴절이라고 한다. 계곡에서 산을 향해 큰 소리를 질렀을 때 되돌아오는 메아리를 들을 수 있다. 메아리는 소리가 반사되기 때문에 일어난다. 극장이나 공연장은 소리가 울리지 않도록 특수한 장치를 한다. 방송국에는 소리가 반사되지 않고 흡수되는 방이 있는데, 이러한 방을 무향실이라고 한다.
2. 높은 소리와 낮은 소리
피아노 속에는 많은 현이 들어 있다. 길고 굵은 현에서는 낮은 소리가 나고, 짧고 가는 현에서는 높은 소리가 난다. 기타를 이용해서 소리의 높낮이를 알아보면, 현이 가늘고 짧고 팽팽할 때 높은 소리가 난다. 반대로 현이 굵고 길고 느슨할 때 낮은 소리가 난다.
3. 큰 소리와 작은 소리
기타줄을 세게 퉁기면 진동하는 폭이 커서 큰 소리가 난다. 기타줄을 약하게 퉁기면 약하고 작은 소리가 들린다. 이와 같이 소리의 크기는 물체가 떨려서 소리를 낼 때 흔들리는 폭의 크기로 정해진다.
4. 소리의 맵시
악기마다 내는 소리가 다르듯이 저마다의 고유한 소리가 있다. 이것을 소리의 맵시 또는 음색이라고 한다. 소리의 높이 · 세기 · 맵시를 소리의 3요소라고 한다.
5. 소리의 속도
소리는 공기 속에서 초속 약 340m의 속도로 전해진다. 소리의 속도는 소리를 전달하는 물체에 따라 달라지는데 공기보다는 물, 물보다는 철이 더 잘 전달한다.
▶ 오실로스코프에 나타난 소리의 모양
큰 소리일 때
ⓒ (주)천재교육 | BY-NC-ND
작은 소리일 때
ⓒ (주)천재교육 | BY-NC-ND
높은 소리일 때
ⓒ (주)천재교육 | BY-NC-ND
낮은 소리일 때
ⓒ (주)천재교육 | BY-NC-ND
▶ 오실로스코프에 나타난 악기의 소리
기타
ⓒ (주)천재교육 | BY-NC-ND
피리
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북
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아코디언
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오실로스코프 장치
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피아노. 현의 굵기와 길이에 따라 소리가 다르다.
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▶ 소리의 전달
소리는 발생하는 곳에서 사방으로 전달된다.
ⓒ (주)천재교육 | BY-NC-ND
망치 소리가 실을 통해 전달된다.
ⓒ (주)천재교육 | BY-NC-ND
▶ 실전화 만들기
| 실전화를 사용하면 떨어진 장소에 소리를 전할 수 있다. 실의 떨림이 소리를 전하기 때문이다. | |
▶ 소리의 반사
| 〈잘 반사하는 것〉 |
| 〈잘 반사하지 않는 것〉 |
실전화놀이. 실을 팽팽하게 해야 잘 들린다.
ⓒ (주)천재교육 | BY-NC-ND
풍선 전화놀이
ⓒ (주)천재교육 | BY-NC-ND
공연장의 벽과 천장은 소리가 울리지 않고 잘 전달되도록 설계되어 있다.
ⓒ (주)천재교육 | BY-NC-ND
메아리. 계곡에서 소리를 지르면 맞은 편 계곡에서 반사되어 다시 들을 수 있다.
소리
소리는 귀(청각)로 느낄 수 있는 공기의 진동을 말한다. 기타줄이나 고무줄을 퉁기면 떨면서 소리를 낸다. 이와 같이 어떤 물건이 빠르게 떨면 그 주위의 공기도 따라 떨면서 소리가
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★ 소리의 원리 이해하기 2 (간이악기)
- 회전 악기 만들기
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