최근 수정 시각 : 2022-05-28 01:41:47

음파

1. 개요2. 선형 음향학3. 관련 문서

1. 개요

음파(, sound wave)는 공기나 물, 그 밖의 매질(媒質)이 발음체의 진동을 받아서 생기는 파동을 말한다. 음파는 매질의 압축과 팽창, 즉 소밀파(疏密波)의 형태로 전달되는 역학적 파동이며, 일반적으로 매질의 진동 방향과 파동의 전달 방향이 나란한 종파이다.

음파 가운데 주파수가 매초 16,000에서 20,000 헤르츠(Hz) 사이로 사람이 들을 수 있는 음파를 가청음파(可聽音波) 또는 소리라고 한다. 이보다 주파수가 높은 음파를 초음파라고 한다.


2. 선형 음향학

오일러 방정식, 질량에 대한 연속 방정식, 상태 방정식을 선형 근사하여 연립하면 다음과 같은 두 파동 방정식이 유도된다.
[math(\displaystyle \nabla^{2} p - \frac{1}{c_{0}^{2}} \frac{\partial^{2} p}{\partial t^{2}} = 0)]
[math(\displaystyle \nabla^{2} \mathbf{u} - \frac{1}{c_{0}^{2}} \frac{\partial^{2} \mathbf{u}}{\partial t^{2}} = 0)]

여기서 [math(\displaystyle p )], [math(\displaystyle \mathbf{u} )]는 각각 음압(音壓, sound pressure 또는 acoustic pressure), 유체 입자 속도(fluid particle velocity)라 불리는 물리량인데 여기서 음압은 평형 상태에서의 유체 내 압력 [math(\displaystyle P_{0} )]부터 벗어난 정도를 뜻한다. ([math(\displaystyle p \equiv P - P_{0} )])

[math(\displaystyle c_{0} = \sqrt{B / \rho_{0}} )]는 음파의 위상 속도(phase velocity)이다.

2.1. 유도

2.1.1. 오일러 방정식

2.1.2. 질량에 대한 연속 방정식

2.1.3. 상태 방정식

3. 관련 문서

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