기타줄에 생기는 정상파는 어떻게 만들어지나요?

Question

기타줄이나 관악기에서 정상파가 생긴다고 배우는데, 두 파동이 만나서 어떻게 마디와 배가 고정된 것처럼 보이는 파동이 만들어지는 건지 원리가 궁금합니다.

Answer 1

안녕하세요. 이수민 전문가입니다.

정상파는 서로 반대 방향으로 달리는 두 파동이 만나 겹쳐질 떄 생겨요.

기타줄을 튕기면 진동이 줄을 따라 양쪽 끝으로 퍼져나가게 되는데, 줄 끝은 단단히 고정돼 있으니 파동이 빠져나가지 못하고 되돌아오게되죠. 그러면 오른쪽으로 가는 파동과 왼족으로 돌아오는 파동이 줄 위에서 계속 마주치게 돼요. 이 두 파동이 겹치면서 정상파가 만들어지는 거예요.

여기서 마디와 배가 생기는 이유가 나오는데, 두 파동이 만날 때 어떤 지점에서는 한쪽의 마루와 다른쪽의 골이 항상 딱 마주치게돼요. 서로 상쇄되니까 그자리는 아예 움직이지 않게 되는거죠. 이게 마디예요. 반대로 어떤 지점에서는 마루끼리, 골끼리 계속 겹쳐요. 서로 보강되니까 그 자리는 크게 출렁이죠. 이게 배랍니다 :)

파동은 분명 계속 움직이는데, 마디와 배의 위치는 항상 같은 자리에 고정돼요. 그래서 파동이 흐르지 않고 제자리에서 진동하는 것처럼 보이는 거예요.