▶  횡파

 
 

    요즈음엔 잘 볼 수 없지만, 30년 전만해도 추가 달린 시계가 많이 있었습니다.

 

 

    시계 추가 움직이는 것을 잘 보면 같은 곳을 오락가락 합니다.

     

     

     

    이렇게 어떤 물체가 같은 길을 일정한 시간 간격으로(주기적으로) 왕복 운동을 하는 것을 진동이라고 합니다. 그리고 진동하는 물체를 '진자'라고 하지요. 만약 시계추에 펜을 달고 바닥에 종이를 깔아두면 같은 곳에 계속 직선을 긋습니다.(물론 추가 바닥면 위로 오르내리는 만큼 펜의 길이가 길어젺졌다 짧아졌다 한다고 하면.)

     

 

    추는 계속 움직이게 하면서 종이를 앞으로 끌어당기면 어떤 그림이 그려질까요?

     

     

 

    이 그림을 다른 방향으로 펼쳐보면 다음과 같습니다.

 

 

 

    위아래로 오르락내리락 하면서 앞으로 나아가는 것과 비숫하지요.

     

 

 

    그림을 잘 살펴보면 모양이 계속 반복되지요. 이것은 추가 ①→②→①→③→① 의 순서로 ①에서 시작하여 다시 ①로 돌아오는 동안 그린 것입니다. 추가 위의 순서로 계속 진동운동을 하니 추가 그리는 그림도 모양을 계속 반복해서 그리는 것이지요.

    이렇게 움직이는 방향() 과 수직()으로 오르내리면서 이동하는 것을 횡파라고 합니다.

    긴 스프링(용수철)이나 슬링키라고 불리는 것을 사용하여 횡파를 쉽게 만들 수 있습니다. 다음과 같이 해보세요.

     

    1. 두꺼운 종이에 세로 7cm, 가로 0.5cm의 구멍을 만든다.

    2. 철사를 레인보우 스프링 한쪽 끝에 고정시킨다.

    3. 구멍에 철사를 넣고 스프링의 다른 한쪽을 다른 사람이 잡아준다.(벽에 고정시켜도 된다.)

    4. 다른 사람이 잡아준 쪽은 움직이지 않고 철사를 위아래로 일정하게 움직여 본다.

    5. 빨리 움직여 보면서 스프링을 관찰한다.

     

    횡파

     

     

    스프링의 한쪽 끝을 진동시키면 진동은 스프링을 타고 앞으로 나아갑니다. 위아래로 진동하면서. 위에서 만든 파동이 횡파라는 것을 확인했지요?

    만약 상자에 줄을 메달고 줄을 아래 위로 흔들면(진동시키면), 이 진동은 줄을 타고 앞으로 나아갈 것입니다. 그래서 줄은 횡파 모양으로 오르내리고, 상자가 아래 위로 흔들리지요.

     

     

    상자가 움직이는 것은 사람이 줄을 흔드는데 쓴 에너지가 줄을 타고 상자로 전해졌기 때문입니다.

    사람의 모습을 표현할때 눈이 크고, 코가 납작하고, 키가 작다라고 나타내듯이 횡파의 모습도 몇가지 성질로 표현할 수 있습니다.

    계속 반복되는 모양의 길이를 그 파의 파장이라고 합니다.
    그리고 중심에서 가장 높은 곳까지의 길이를 진폭이라고 합니다. ①-②사이의 길이지요.

     

    그리고 1초당 1파장이 몇번 나타나는가를 주파수라고 합니다. 라디오 주파수라는 말 들어보았지요. 800M㎐(800 메가헤르츠)는 1초당 800,000,000 파장이 나타나는 것을 뜻합니다. 그러니까 1초에 800,000,000 번을 오르락 내리락 한거지요.

     

    정리하면, 횡파는 시계추가 같은 곳을 오락가락하거나, 줄을 아래 위로 반복해서 흔드는 진동에 의해 생겨나며, 진동을 일으킨 지점에서 다른 곳으로 에너지를 전달하는 것입니다. 즉, 횡파는 에너지의 전달자입니다. 횡파의 대표적인 예로는 빛이 있습니다.

 

 

 

진자와 진동에 대한 실험을 보고싶다면   [오락가락 진자]

 

 

 

  학습 자료실     이전 공부방     다음 공부방