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사운드카드를 이용한 음향학 탐구학습 사례
Inquiring Activities on the Acoustic Phenomena Using Sound Card in Personal Computer 원문보기

한국음향학회지= The journal of the acoustical society of Korea, v.30 no.5, 2011년, pp.249 - 254  

이승국 (한국과학영재학교, 물리지구과학부) ,  이종림 (한국과학영재학교, 물리지구과학부) ,  김현벽 (한국과학영재학교, 물리지구과학부) ,  김영환 (한국과학영재학교, 물리지구과학부)

초록
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PC의 내장 사운드 카드를 이용하여 음향학 탐구학습을 수행하였다. 사운드 카드는 함수발생기와 오실로스코프에 비해 가격이 저렴하고 학생들의 접근이 용이하다는 장점이 있다. 학생들은 다양한 음향 현상에서 발생하는 소리를 사운드 카드를 이용하여 녹음하고 주파수 스펙트럼을 분석하였다. 소리굽쇠의 맥놀이, Rijke 관에서의 음의 발생, 물을 따를 때에 나는 소리 변화, 소리로 포도주잔 깨기 및 포도주 병마개를 딸 때에 발생하는 소리 등의 현상을 정량적으로 분석하면서 소리의 중첩, 공진 및 정상파에 대한 탐구를 수행하였다.

Abstract ▼ AI-Helper 아이콘AI-Helper

Inquiring activities on the acoustic phenomena have been carried out by using a sound card installed in a personal computer. A sound card is cheaper and more accessible to the students than the precision equipment such as a function generator or an oscilloscope. The students record the sounds from v...

주제어

#음향학 교육   #사운드 카드   #탐구활동  

AI 본문요약
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문제 정의

  • 이와 같이 저렴한 가격과 접근의 용이성으로 사운드 카드는 음향학 탐구학습에 매우 효과적인 도구이다. 여기서는 한국과학영재학교의 음향학연구회 및 졸업논문연구를 통해서 진행된 사운드 카드를 활용한 음향학 탐구학습의 사례를 보고한다. 학생들은 파형의 Fast Fourier Transform과 Short Time Fourier Transform을 이용한 분석 메커니즘을 이해하고 주파수 분석 프로그램을 사용하여 관측된 음향 현상을 정량적으로 분석하였다.

가설 설정

  • 금속망의 위치가 다를 때 시간에 따른 소리의 발생 양상을 그림 5에 나타내었다. 그림 5 (a)와 같이 가열망이 아래쪽 1/3 이하지점에 있을 때는 불을 껐을 때부터 소리가 나기 시작하였고, 그림 5 (b)와 같이 가열망이 중간지점에 있을 때는 가열 시 및 가열 후에도 전혀 소리가 나지 않았다. 그림 5 (c)와 같이 가열망이 위쪽 1/3 이상지점에 있을 때는 불꽃이 있을 때만 아주 큰 소리가 났다.
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질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
사운드 카드의 장점은 무엇인가? PC의 내장 사운드 카드를 이용하여 음향학 탐구학습을 수행하였다. 사운드 카드는 함수발생기와 오실로스코프에 비해 가격이 저렴하고 학생들의 접근이 용이하다는 장점이 있다. 학생들은 다양한 음향 현상에서 발생하는 소리를 사운드 카드를 이용하여 녹음하고 주파수 스펙트럼을 분석하였다.
소리는 역학적 파동 중에서 어떤 파동에 속하는가? 고등학교 물리 교과과정에서는 매질의 진동으로 일어나는 역학적 파동의 개념과 소리는 역학적 파동 중에서 종파라는 사실을 다룬다. 또한 파동의 다양한 현상들 중에서 소리에 의한 현상으로 관에서의 공명과 도플러 효과에 의한 소리의 높낮이 변화 등을 배운다.
859년 Rijke에 의하여 처음으로 관찰된 효율적으로 음향에너지를 발생시키는 열음향 현상은 예는 무엇인가? Rijke 진동은 양쪽이 열린 원통의 아래 쪽 내부에 설치된 금속 그물망을 가열하여 열을 공급할 때 발생하는 기주진동이다. 이것은 효율적으로 음향에너지를 발생시키는 열음향 현상으로서 1859년 Rijke에 의하여 처음으로 관찰되었다 [3-4].
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참고문헌 (10)

  1. http://www.sciencecube.com 

  2. J. W. S. B. Rayleigh, The Theory of Sound, MacMillan and Co. Ltd., London, 1879. 

  3. P. L. Rijke, "Notice of a new Method of Causing a Vibration of the Air Contained in a Tube Open at Both Ends", Phil. Mag., vol. 17, pp. 419-422, 1859. 

  4. 권영필, "Rijke 관에서 나선형 가열기에 의한 열음향 파워의 생성", 한국음향학회지, 29권, 8호, pp. 491-496, 2010. 

  5. 박상현, "Rijke 관 내의 열음향학적 진동에 대한 분석", 졸업논문집(물리), 과영 2008-001, pp. 165-177, 한국과학영재학교, 부산, 2008. 

  6. Lord Rayleigh, "The Explanation of Certain Acoustical Phenomena1", Nature, vol. 18, pp. 319-321, 1878. 

    상세보기 crossref

  7. R. E. Berg and D. G. Stork, The Physics of Sound, 3rd ed., pp. 113-115, Benjamin Cummings, 2004. 

  8. 정종현, "물을 붓는 관의 공명", 졸업논문집 (물리), 과영 2007-005, pp. 405-417, 한국과학영재학교, 부산, 2007. 

  9. 신요섭, "와인병의 코르크 마개를 뽑을 때 나는 소리에 대한 물리적인 해석", 졸업논문집 (물리), 과영 2008-001, pp. 243-256, 한국과학영재학교, 부산, 2008. 

  10. D. E. Hall, Basic Acoustics, John Wiley and Sons, 1988. 

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