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정상파(stationary wave ; standing wave)

작성일 2010-08-23

몇 개의 파동이 서로 겹쳐져, 전체가 하나의 진동수를 갖고 같은 위상으로 규칙적으로 진동하는 파동. 입사파와 반사파처럼 진동수와 매질(媒質)의 변위방향이 같고 진행방향이 반대인 2개의 사인파가 서로 겹쳐지면, 매질은 단진동을 하고 그 진폭이 최대인 곳과 최소인 곳, 즉 배와 마디가 번갈아가며 같은 간격을 두고 나타난다.

배와 배, 마디와 마디 사이의 최단거리는 파동의 파장의 절반과 같다.

위치 x, 시각 t일 때의 매질 변위 u(x, t)는 2개 파동의 변위 의 합으로,


 

이다.

두 사인파의 진폭 al, a2가 같으면 마디에서의 정상파 진폭은 0이 된다.

또한 ω=2πv, x=2πk, v=1/T, k=1/로, T는 파의 주기, 는 파의 파장을 말한다.

한쪽 끝을 고정시킨 현(弦)의 다른 쪽 끝에 전자기소리굽쇠의 다리를 연결하고 현에 수직인 방향으로 진동시키면 현에 횡파(橫波)인 정상파가 생긴다.

스트로보광으로 조명하면 정상파의 시간적 변위를 관찰할 수 있다.

유리관내 공기기둥의 정상파의 종파(縱波) 실험으로는 A.쿤트의 실험이 잘 알려져 있다.

H.R.헤르츠는 전자기파와 금속판에 부딪쳐 생기는 그 반사파가 서로 겹쳐져 발생하는 정상파를 관찰, 최초로 전자파의 실재를 실험적으로 증명했다.

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역학(mechanics) 2010.08.23
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