(3-2 과학) 5. 소리의 성질

소리의 성질

 

1. 물체에서 소리가 날 때의 특징 : 떨림(진동)이 있다.

소리가 나는 스피커에 손을 대 보기 : 손을 대어 보면 떨림이 느껴짐.

소리가 나는 소리굽쇠를 물에 대 보기 : 소리굽쇠의 떨림 때문에 물이 튀어오름.

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( 물체에서 소리가 날 때의 공통점 )

* 소리를 내고 있는 물체들은 떨린다.

* 소리가 나는 물체를 떨리지 않게 하면 더 이상 소리가 나지 않는다.

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( 중학연계 )

 

파동 : 수면에 나무 막대를 대고 흔들면 수면이 출렁이면서 물결이 만들어진다.

          이때 물결의 진동이 수면을 따라 멀리 퍼져 나간다.

          이처럼 물질의 한 곳에서 생긴 진동이 주위로 전달되는 것을 파동이라고 한다.

• 파원: 파동이 처음 발생한 지점

• 매질: 파동을 전달하는 물질

 

• 파동의 예와 매질

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​2. 파동의 전파

파동이 전파될 때 매질은 제자리에서 위아래로 진동만 하고 이동하지 않는다.

파동이 전파될 때 실제로 이동하는 것은 매질이 아니라 에너지이다.

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물에 빠진 공과 물결파

물에 돌을 던져 물결파를 발생시켜도 공은 이동하지 않고 위아래로 진동만 하기 때문에 공을 꺼낼 수 없다.

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2) 파동이 에너지를 전달하는 예

파동이 한 곳에서 다른 곳으로 진행할 때 매질을 통해 에너지를 전달한다.

① 전자레인지로 음식을 데운다.

② 지진에 의해 건물이나 도로가 붕괴된다.

③ 먼 곳에서 전달되는 파도④ 폭발할 때 발생하는 소리에 의해 주변 건물의 유리창이 흔들리거나 깨진다.

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3) 여러 가지 파동의 이용

① 전파: 전파 망원경을 이용하여 우주 공간의 천체가 내보내는 전파 신호를 관측한다.

② 음파: 악기를 연주할 때 발생하는 파동인 음파를 이용하여 음악을 듣는다.

③ 초음파: 초음파를 이용하여 엄마 배 속에 있는 태아나 몸 내부의 상태를 진단한다.

④ 지진파: 땅속에서 전달되어 오는 지진파를 분석하여 지구 내부의 구조에 대한 정보를 분석한다.

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4) 파동의 반사 : 파동이 진행하다가 장애물을 만나 진행 방향이 바뀌어 되돌아 나오는 현상

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5) 파동의 반사 현상 및 이용

① 레이더 : 전파의 반사를 이용하여 눈에 보이지 않는 먼 곳의 비행기나 구름의 위치를 알아낸다.

② 어군 탐지기 : 초음파의 반사를 이용하여 해저 지형이나 물고기 떼의 위치를 알아낸다.

③ 돌고래 : 초음파의 반사를 이용하여 장애물이나 먹이의 위치를 알아낸다.

④ 초음파 진단 장치 : 태아로부터 반사되어 나오는 초음파를 이용하여 태아의 상태를 진단한다.

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6) 소리

소리는 물체의 진동에 의해 발생하고 매질의 진동으로 인해 전달되는 파동으로, '음파'라고도 한다.

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7) 소리의 전파

① 소리는 진행 방향이 매질의 진동 방향과 나란한 종파이다.

② 소리는 물체의 진동이 주변의 매질(기체, 액체, 고체 등)에 전달되면서 전파되며, 진공 상태에서는 전달되지 않는다.

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8) 소리의 전달 과정

물체가 진동하면 소리가 발생하고, 주위의 공기를 진동시킨다.

공기의 진동이 귓속으로 전달되면 우선 귓바퀴로 음파가 모아지게 된다.

귓바퀴에서 모아진 음파는 고막을 진동시키고, 진동이 귓속뼈에서 증폭되어 달팽이관으로 전달된다.

(귓속뼈는 진동을 크게 하여 소리를 크게 만든다.)

 

달팽이관의 청각세포는 이 진동을 자극으로 받아들이고,  자극은 청각 신경을 통해 대뇌로 전달되어 소리를 느끼게 된다.

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9). 소리의 속력

소리의 속력은 매질의 상태와 온도에 따라 다르다.

고체 > 액체 > 기체 순으로 빠르다.

→ 분자 사이의 거리가 가까울수록 진동이 빠르게 전달되기 때문에 공기와 같은 기체보다

     액체나 고체에서 소리가 더 빠르게 전달된다.

 

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( 더 알아보기 )

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유스타키오관

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고막은 소리가 와 닿으면 진동하는 막이다. 고막의 진동은 청소골에 의해 더욱 커져 달팽이관으로 전달된다.

더욱 커진 진동은 달팽이관 속의 청세포를 흥분시키고 이 흥분된 상황이 청신경을 통해 뇌에 전달되어 소리를 듣게 되는 것이다.

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그런데 고막이 제 기능을 하려면 고막 안과 밖의 기압이 똑같아야 한다.

 

고막 안쪽에는 '유스타키오관'이라는 가느다란 관이 있는데, 이것은 바깥쪽의 기압 변화에 따라 열리고 닫힘으로써 안쪽의 기압을 변화시켜 안팎의 기압이 같아지도록 해 준다.

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유스타키오관은 자동으로 열리지 않기 때문에 이것을 열기 위해서는 침을 삼키거나 하품을 해야 한다.

우리가 높은 곳에 올라갔을 때 하품을 하거나 침을 삼키면 귀가 멍하던 현상이 없어지는 것도 유스타키오관을 열어 줌으로써 고막 안팎의 기압을 맞춰 주었기 때문이다.

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귀의 평형 감각 ( 회전 감각 : 반고리관 + 위치 감각 : 전정기관 )

 

귓속에는 듣기 위한 기관 외에도 몸의 균형을 잡아 주는 기관들이 있다.

바로 '반고리관'과 '전정 기관'이다.

반고리관에는 림프액이 들어 있어 우리 몸이 회전할 경우 같이 회전함으로써 회전 감각을 느끼도록 한다.

우리가 제자리에서 여러 바퀴 맴을 돈 후 똑바로 섰을 때 어지럼증을 느끼는 것은 반고리관 속의 림프액이 관성에 의해 계속 회전을 하고 있기 때문이다. (반고리관 : 3개의 반원 모양의 고리가 서로 직각으로 배열되어 있어 몸이 어느 방향으로 움직이는지 감지할 수 있게 한다.)

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전정 기관은 몸의 기울기를 느낄 수 있는 위치 감각을 맡고 있다.

전정 기관 속에 있는 이석(耳石)이라는 물질이 몸을 기울일 때마다 이리저리 쏠리면서 감각 세포를 자극해 기울기를 느끼도록 한다. (전정 기관에서 중력 자극을 받아들여 몸의 움직임이나 기울어짐을 느끼게 된다.)

: 언덕을 올라갈 때 몸을 앞으로 기울여 바른 자세를 유지한다.

: 평균대 위에서 몸이 기울어지는 것을 느끼고 균형을 잡는다.