2024 수능 물리학1 문제풀이-6번, 파동의 중첩, 진폭이 다른 두 파동, 파동의 간섭

지난 글은 5번문제 분석 및 풀이었습니다

2024.04.10 - [과학/물리학 문제 풀이 2024학년도 수능] - 2024 수능 물리학1 문제풀이-5번, 파동의 속력, 진동수, 파장

2024 수능 물리학1 문제풀이-5번, 파동의 속력, 진동수, 파장

이번 글은

2024학년도 수능 물리학1 6번

문제 분석 및 풀이입니다

 

글의 순서는

1. 문제 분석 및 풀이

2. 관련이론

입니다

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1. 문제 분석 및 풀이

2024학년도 수능 물리학1 6번

문제에서는 진동수와 파장이 같은 파장이

서로 반대로 움직여서 만나는 상황을 제시합니다

 

진동수와 파장이 같기 때문에 파동의 속력이 같고

속력은 파장과 진동수의 곱이므로

속력은 0.5m/s입니다

 

두 파동의 중간지점인 x=5에서

t=2초에 두 파동은 처음 만나게 됩니다

두 파동은 2초에서 6초 까지 4초동안

x=5에서 한파장씩을 이동하게 되고

 

두개의 마루나 골이 만날 수도 있다고 생각할 수 있으나

x=5에서는

두 파동은 항상 반대 위상으로(거꾸로된 모양)

만나게 됩니다

 

즉 위상은 2Asinx-Asinx가 되므로

sinx를 따라갑니다(x=wt)

즉 최대값은 A가 됩니다

 

답은 2번입니다

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2. 관련 이론

1) 파동의 중첩

진동수와 소리가 같은 파동은

2개가 서로 만나면 영향을 줍니다

우리가 잘 아는

이어폰의 노이즈 캔슬링도

이러한 중첩을 이용합니다

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(1) 보강간섭

2개의 같은 모양의 파동(같은소리)이 만나는 곳이

다음과 같을 때 보강간섭이 일어납니다

 

-두 파동의 경로차가 파장의 정수배(혹은반파장의 2n배) 일 때

 

파동은 한파장을 기준으로반복되기 때문에

한파장의 정수배만큼 차이가 나면

두파동이 만나서 진폭이 2배로 커집니다

이를 보강간섭이라고 합니다

 

파동의 보강간섭

 

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(2) 상쇄간섭

두 개의 같은 파동이 어느 지점에서 만날 때

위상이 반대로 만나는 지점은

 진폭이 0으로 보이게 됩니다

이를 상쇄간섭이라고 합니다

 

보통 두 파장이 반파장의 (2n-1)배 만큼 차이가 나면

상쇄 간섭이 일어납니다

 

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(3) 이어폰의 노이즈 캔슬링

이어폰이나 헤드폰에 적용된

노이즈 캔슬링을 아시나요?

 

외부의 소리를 차단하여

원하는 소리만을

원활하게 듣게해주는 기술입니다

 

단순히 외부에서 들어오는 소리(파동)를

막아버리는 것이 아니라

 

상쇄간섭을 이용하여

진폭을 0으로 만듭니다

 

일단 마이크로 외부의 소리를 감지하고

반대되는 위상의 파동을 귀로 넣어주면

외부의 소리가 진폭이 0이되면서

외부 소음이 사라지게 됩니다 

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(4) 진폭이 다른경우

진폭이 다른 두파장의 간섭의 경우

위치에서 두 파동의 위상을 고려하여

산술적으로 계산하시면됩니다

단순하게 진폭을 더하면 얻을 수 있습니다

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이번 문제는 6번 문제 분석과 풀이었습니다

 

도움이 되셨기를 바랍니다

감사합니다