현의 정상파 실험동영상

* 현에서의 정상파를 보여주는 동영상입니다.

 

 

 

현을 퉁기면 현이 진동하면서 파동이 발생하게 되고, 이 진동은 현을 따라 퍼지다가 양 옆에서 반사됩니다. 이 때 현을 매어 놓은 곳이 움직일 수 없다면, 반사파는 위상이 반대로 바뀝니다. 이것을 고정단 반사라고 합니다. 만일 현을 매어놓은 곳이 움직일 수 있다면, 반사파는 그대로 반사됩니다. 이것을 자유단 반사라고 합니다. 고정단 반사는 소한 매질에서 밀한 매질로 파동이 투과될 때에도 일어납니다. 물론 일부 파는 투과되어 그대로 진행합니다. 여기서 소한 매질은 파의 속도가 빠른 매질이며, 밀한 매질은 파의 속도가 느린 매질입니다. 자유단 반사는 밀한 매질에서 소한 매질로 투과될 때 일어납니다. 역시 투과파가 존재합니다. 위 두 경우 모두 에너지 보존에 의하여 두 파의 진폭의 합은 원래 파의 진폭과 같습니다(열로 손실되는 에너지가 없다면).

현의 양 끝은 묶여 있으므로, 고정단 반사가 일어납니다. 이 때 진동수, 파장이 모두 같고 위상만 서로 반대인 두 파가 겹치면 마치 어디로도 진행하지 않고 제자리에서 단진동만 하는 형태의 파동이 생깁니다. 이것을 정상파라고 합니다. 두 파의 진폭이 같을 경우, 최대로 진동하는 곳을 배(Loop)라고 하고 진동하지 않는 곳을 마디(Node)라고 합니다. 이 때 이웃한 마디 또는 배 사이의 거리의 두 배가 원래 파의 파장이 됩니다.