낮과밤 소리의 이동 혹 크기

1.

1) 낮과 밤에 소리의 차이가 있다는 가설이 있어서 궁금해서 질문합니다. : 낮과 밤에 소리의 차이가 있다는 것은 가설이 아니라 사실입니다. "음파의 굴절의 법칙"이 성립하기 때문입니다.

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2) 낮에는 따뜻해서 소리가 위로 울린다. 밤에는 추워서 소리가 아래로 울린다 이런 단순한 가설 말고 과학 실험으로 이 가설을 증명할 수 있을까요. (실험 방법 좀) : 님이 아파트에 사신다면, 2인 1조를 구성해서,

아파트 동 앞 15m 거리쯤에 휴대폰으로 음악소리를 최대한 크게 틀어놓고, 아파트 비상계단을 통해서 올라가면서 각 층의 창문에서 들리는 음악 소리의 크기를 감각적으로 체크합니다.

a) 맑은 날 낮 13시경이 가장 기온이 높으므로, 이때 낮 실험을 한다.

b) 맑은 날 밤 05시경이 가장 기온이 낮으므로, 이때 밤(새벽) 실험을 한다.

※ 해당 아파트 관리 사무실로 찾아가서 실험 취지를 설명드리고, 실험 시간은 10분을 넘지 않겠다고 양해를 먼저 구합니다.

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2.

1) 공기의 이동의 차이가 있다는 것과 공기에 흐름에 따라 소리가 이동하기 때문에 저런 가설을 세울 수 있다는 것은 이해가 됩니다. 근데 공기 입자(라고 하나요? : 맞습니다.) 하여튼 입자가 서로 뭉쳐있을 때가 따뜻할 때고 서로 떨어져 있을 때가 추울 때잖아요.(틀린 표현이나 말이 있으면 바로 지적해 주세요. : 입자가 서로 가까이 있을 때가 추울 때고 서로 멀리 있을 때가 따뜻할 때잖아요.)

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2) 그러면 공기 입자가 서로 가까이 있을 때, 소리의 흐름이 더 자연스럽게 흐른다는 의미 같은데 : 제가 본문을 수정했습니다

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3) 이 원리가 성량인지, 아니면 명확한 전단력인지, 아니면 소리의 빠르기에 관여하는 건지 모르겠습니다. : "소리의 빠르기에 관여"가 됩니다.

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4) (단순히 공기 입자가 성기게 배열된 따뜻한 날씨라는 전제라지만 이것이 소리에 어떤 부분에 영향을 끼치는지 알려주세요.) : 공기 입자가 성기게 배열된 따뜻한 날씨에는 공기 입자의 운동에너지가 빠르므로, 음파의 파동 또한 빠른 속도로 전달되므로 따뜻할수록 음속이 빨라집니다.

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※ 그리고 위의 "1."의 내용에 대하여 설명을 드리겠습니다.

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(1) "굴절의 법칙" : 음파는 찬 공기에서 따뜻한 공기로 휘면서 전파가 된다.

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(2) 맑은 날 낮에 우리 주위가 따뜻해지는 이유는 태양의 복사에너지(빛)이 공기를 데우는 데에는 단 1%만 쓰이고, 지면을 50% 달군 뒤, 달궈진 지표면의 열이 지표면 가까이의 공기를 데워서 따뜻해집니다. 그래서 아파트 고층 부근의 공기는 덜 따뜻합니다. 그래서 "굴절의 법칙"에 따라서 음파가 고층으로 잘 휘지 않습니다. 따라서 고층에서는 폰의 음악 소리가 약하게 들리거나 거의 안 들립니다.

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(3) 맑은 날 밤에는 우리 주위가 추워지는 이유는 지표면에서 복사열이 우주로 나가면서 지표면이 식습니다.(=복사냉각. 적외선 형태로 방출됨) 그래서 지표면의 차가워지면 지표면 가까이의 공기를 식혀서 추워집니다. 해뜨기 직전의 새벽이 가장 차가워집니다.(밤새 내내 식으니까요. / 흐린 날은 잘 안 식습니다. 구름이 복사열을 다시 지표로 반사를 일부 하여서 그렇습니다.) 그러나 아파트 고층 부근의 공기는 지표면 근처의 공기보다는 덜 식습니다. 그래서 아래보다 상대적으로 따뜻합니다. 그래서 "굴절의 법칙"에 따라서 음파가 고층으로 잘 휩니다. 따라서 고층에서는 폰의 음악 소리가 낮보다는 더 크게 잘 안 들립니다.