고유진동

요약 진동체의 기준이 되는 진동으로, 진동체에 대한 몇 가지 물리량이 주어졌을때 그 진동체가 갖는 특정 진동수의 진동들을 가리킨다. 계의 내부조건에 의해 결정되는 값이므로 계에 손실이 없다면 진동수가 변하지 않는다.

기준진동이라고도 한다. 일반적으로 진동체의 길이와 크기, 밀도 등이 주어지면 그 진동체에는 특정한 값을 가진 진동수의 진동만이 허용된다. 이 진동을 고유진동이라 하고 이 때의 진동수를 고유진동수라고 한다. 현(絃)이나 관(管)의 진동은 그 형태가 아무리 복잡해 보이더라도 결국 단진동운동을 하는 여러 정상파가 겹친 진동이라고 할 수 있다. 이처럼 각 성분의 단진동운동에 의한 진동, 즉 어떤 계(系)가 자유로운 상태에서 어떤 특정 진동수를 가지고 하는 진동이 고유진동이다. 이 경우의 진동수는 작은 것부터 차례로 기본진동, 제1배진동, 제2배진동 …이라 하고, 이들 진동수 전부를 고유진동수라고 한다.
하나의 물체에 대하여 고유진동은 1개가 아니고 무수히 많다. 그 중 진동수가 가장 작은 진동을 기본진동이라 한다.

진동수가 같은 소리굽쇠를 접하게 한 다음 한 쪽을 때리면 거기에 따라 다른 쪽 소리굽쇠도 울리는 데 이것은 공기를 매개로 하여 일어나는 소리굽쇠의 공진현상이다. 고유진동수가 일치하면 큰 건물도 파괴될 수 있다.

그런데 진동수는 계의 내부조건에 의해 결정된다. 그 계에 손실이 없으면 진폭은 시간에 관계없이 일정하며, 이른바 지속운동을 하게 된다. 그러나 만일 계에 손실이 있으면 시간과 더불어 진폭이 감소하여 감쇠진동이 된다. 예컨대 벽시계는 시계추의 고유진동에 의해 시간을 알리고, 수정발진기는 수정판의 고유진동에 의해서 정해진 고주파를 발생한다.