물리) 파동 에너지

물리) 기초 개념 단위 공식 정리 (+약간의 수학)

강의 들으면서 정리하는 거라 내용이 완전하지 않음.

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진동

진폭 : 물체가 진동할 때 기준 점에서 움직인 최대 거리

주기 (T, 단위는 sec) : 1회 진동 '시간'

진동수 (주파수 f, 단위는 Hz) : 1초간 진동 횟수, 주기의 역수

\[ T = \frac{1}{f} \]

 

파동

진동이 매질에 의해 주변으로 퍼져 나가는 에너지 전달 현상.이 때 매질은 전파(전달) 방향으로 이동하지 않는다.

마루 : 파동에서 가장 높은 위치

골 : 파동에서 가장 낮은 위치

파장 : 1회 진동 '거리'

파동의 속력 : 파장 / 주기 = 파장 * 주파수

횡파 : 진동 방향과 전파 방향이 수직

종파 : 진동 방향과 전파 방향이 수평

 

성질

파동의 중첩 : 두 파동이 합쳐지는 현상

보강간섭 : 진동 방향이 같으면 진폭이 커진다

상쇄간섭 : 진동 방향이 다르면 진폭이 작아진다

파동의 반사 : 입사파가 물체에 부딪히면 반사각은 반주기 이후의 파동이 된다. (이동축으로 뒤집은 모양)

파동의 굴절 : 성질이 다른 매질의 경계면에서 속력의 변화로 진행 방향이 꺾인다.

파동의 회절 : 파동은 틈을 통과해도 소멸되지 않는다.

파동의 에너지는 (진폭^2 * 진동수^2)와 비례한다.

 

지진

진원 : 지진의 근원

진앙 : 진원과 수직인 지면

P파 (Primary Wave) : 종파, 모든 매질을 통과한다.

S파 (Secondary Wave) : 횡파, 고체만 통과한다. (어떻게..?)

지진의 강도는 리히터 규모(절대적 평가)와 수정 메르칼리 진도(상대적 평가)가 있다.

 

음파

종파, 모든 매질을 통과한다.

소리의 3요소 : 음높이(진동수), 음량(진폭), 음색(파형)

음속 : 공기에서 340m/sec, 물에서 1500m/sec, 금속에서 5000m/sec.

가청 주파수 : 20 ~ 20000Hz, 초음파는 20000Hz 초과이므로 들을 수 없음.

 

전자기파

횡파, 전자기 진동. 매질이 있든 없든 전달된다.

속력 : c = f𝜆 = 진동수 * 파장

에너지 : E = hf (h = 6.625 * 10^-34)(단위는 J)

광파 : 빛(자외선~적외선)의 파동성을 강조하는 말

기하광학 : 주로 빛의 직진, 굴절, 반사 등을 기초로 하는 학문

• 입사각 = 반사각
• n_1sin입사각 = n_2sin반사각
• 물질의 굴절률 : 물질1에서 빛의 속도 / 물질2에서 빛의 속도
• 물의 겉보기 깊이 : \[ \text{물의 겉보기 깊이} = D_s = D_r(\frac{n_{공기}}{n_{물}}) = D_r(\frac{1}{1.33}) = 0.752D_r, D_r = 실제 깊이 \]

물리광학 : 빛의 파동 성질을 다루는 학문. 회절, 편광, 산란, 간섭, 분광 등의 현상을 연구.

• 빛의 회절 : 순우리말도 있다.
• 빛의 간섭 : 빛이 두 틈으로 회절되고 다시 합쳐질 때 밝은 부분과 어두운 부분이 생긴다. 이를 간섭무늬라고 한다. (예 : 이중 슬릿 실험)
• 빛의 산란 : 빛이 대기 중의 입자와 부딫혀 사방으로 재방출되는 현상

밝기의 4요소 :

• 광속 : (단위는 루멘) 광원에서 방출되는 빛의 총량
• 조도 : (단위는 럭스) 면에 입사하는 빛의 양
• 광도 : (단위는 칸델라) 광원에서 특정한 방향으로 방출되는 빛의 세기
• 휘도 : (단위는 니트) 면에서 반사되는 빛의 양