KR200279377Y1 - 음파를 볼 수 있는 학습기구 - Google Patents

Abstract

본 고안은 소리의 형태 즉, 음파를 눈으로 볼 수 있는 학습기구에 대한 것으로, 고안의 주된 목적은 음파를 눈으로 확인할 수 있는 장치를 제공하되, 구조가 간단하고, 가격이 저렴하며, 실시간으로 음파 보기가 가능한 학습도구를 제공하고자 하는 것이다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 고안의 특징적인 구성은 테이블(10)상에 설치하되, 소리를 입력하기 위한 마이크(20)와, 소리를 증폭시키는 앰프(30)와, 소리를 출력하기 위한 스피커(40)와, 상기 스피커의 진동판(41)에 부착한 거울(50)과, 상기 거울에 빛을 보내기 위한 레이저 빔 발생기(60)와, 상기 거울로부터 반사되는 레이저 빔을 후방에 설치한 스크린(80)에 표시하기 위해 모터(71)로써 구동되는 회전다면경(70)으로 구성하여, 상기 레이저 빔이 스피커의 진동판과 함께 진동하는 거울에 반사되어 회전다면경을 통해 스크린(80)에 실시간 표시될 수 있도록 하는데 있다.

Description

음파를 볼 수 있는 학습기구{Ponometer for Student}

본 고안은 소리의 형태 즉, 음파를 눈으로 볼 수 있는 학습기구에 대한 것으로, 더 상세하게는 소리의 증폭 및 재생을 위해 사용하는 스피커의 진동판에 반사경을 붙이고, 이 반사경에서 반사되는 레이저 빔이 회전다면경에 의해 확산되어 스크린에 비쳐질 수 있도록 하므로써 소리가 발생되는 실시간에 그 소리의 형태를 눈으로 불 수 있도록 하는데 특징이 있는 것이다.

일반적으로 중,고학년의 학생들이 소리에 대하여 학습을 할 때는 주로 원시적인 도구를 이용하여 학습하고 있다.

예컨대, 소리가 물체의 진동에 의한 것이라는 사실을 학습할 때는 소리굽쇠(균질한 길쭉한 금속 막대를 U 자형으로 휘어 가운데에 자루를 단 것. 끝을 때리면 안정된 진동수를 가진 소리를 냄. 음향 측정, 악기의 조율 등에 씀.)를 쳐 보던가, 북 위에 콩등을 올려 놓고 쳐 보던가 하는 학습을 하고, 특히, 음파(소리의 파동)를 보고자 할 때는 대야에 물을 담아 놓고 울리고 있는 소리굽쇠를 담그어 보던가, 대야를 쳐 보던가 하는 등의 실험을 하고 있다.

그러나 이러한 학습도구는 매우 원시적인 것이며, 실제 소리에 대한 실시간의 음파 형태를 더 자세히 과학적으로 학습하는데는 미흡하다.

한편, 음파의 형태를 과학적으로 볼 수 있는 장치로 오실로스코프라는 것이 있다. 즉, 오실로스코프는 자신의 목소리가 어떠한 식으로 나타나는가 마이크에 자신의 소리를 내면 오실로스코프에 의해 모니터 상에 자신의 목소리의 파형이 나타나는 것을 볼 수가 있습니다.

이와 같은 오실로스코프의 구성을 보면, 관측파형이 마이크로 입력되었을 때, 수직감쇠회로, 수직증폭회로, 수직증폭회로에서 한편으로는 신호지연회로를 통해 전자총에 전달되고, 또 한편으로는 동기회로 및 스위트회로를 통해 브라운관 전극판부분에 전달되며, 그 소리의 형태에 따라 이 브라운관에서 나오는 빛이 파형을 보이는 것이다.

그러나 이와 같은 오실로스코프는 대단히 복잡하고 정밀한 장치이기 때문에 중,고학년들의 학습도구로 사용하기에는 가격이 너무 고가이고, 고가의 장비이기 때문에 보유 및 관리하기가 어렵다.

본 고안은 상기와 같은 종래의 문제점을 감안하여 이를 해결 보완하고자 안출한 것으로, 고안의 주된 목적은 음파를 눈으로 확인할 수 있는 장치를 제공하되, 구조가 간단하고, 가격이 저렴하며, 실시간으로 음파 보기가 가능한 학습도구를 제공하고자 하는 것이다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 고안의 특징적인 구성은 테이블상에 설치하되, 소리를 입력하기 위한 마이크와, 소리를 증폭시키는 앰프와, 소리를 출력하기 위한 스피커와, 상기 스피커의 진동판에 부착한 거울과, 상기 거울에 빛을 보내기 위한 레이저 빔 발생기와, 상기 거울로부터 반사되는 레이저 빔을 후방에 설치한 스크린에 표시하기 위해 모터로써 구동되는 회전다면경으로 구성하여, 상기 레이저 빔이 스피커의 진동판과 함께 진동하는 거울에 반사되어 회전다면경을 통해 스크린에 실시간 표시될 수 있도록 하는데 있다.

도 1은 본 고안의 장치를 보인 사시도

도 2는 본 고안의 구성을 보인 평면도

도 3은 본 고안의 스피커 구성을 보인 단면도

<도면의 주요 부분에 대한 부호설명>

10 : 테이블 11 : 콘트롤부

12 : 메인스위치 20 : 마이크

21 : 음량조절 노브 30 : 앰프

40 : 스피커 41 : 진동판

50 : 거울 60 : 레이저 빔 발생기

61 : 스위치 70 : 회전다면경

71 : 모터 72 : 회전조절 노브

이하 본 고안의 구성 및 작동을 첨부 도면에 따라 상세히 설명한다.

도 1은 본 고안의 전체 구성을 보인 사시도이고, 도 2는 설치 위치를 자세히 보인 평면도이다.

본 고안의 장치는 테이블(10)상에 설치하되, 소리를 입력하기 위한 마이크(20)와, 소리를 증폭시키는 앰프(30)와, 소리를 출력하기 위한 스피커(40)와, 상기 스피커의 진동판(41)에 부착한 거울(50)과, 상기 거울에 빛을 보내기 위한 레이저 빔 발생기(60)와, 상기 거울로부터 반사되는 레이저 빔을 후방에 설치한 스크린(80)에 표시하기 위해 모터(71)로써 구동되는 회전다면경(70)으로 구성하는 것이다.

먼저, 테이블(10)은 임의의 높이와 가로 세로 치수를 가지는 장방형 입체구성물로 하되, 전방에 콘트롤부(11)를 구비하고, 상면 후방에 가로로 긴 스크린(80)을 구비한다.

앰프(30)는 상기 테이블(10)의 내부에 설치하여 그 조작부가 측편으로 노출되도록 하는 것이 간편하다.

그리고 상기한 마이크(20)는 통상적인 마이크로써 테이블(10) 앞쪽에 위치시키되, 그 내부의 앰프(30)와 연결되어 있고, 상기 테이블(10) 전방의 콘트롤부(11)에 마련된 스위치와 음량조절용 노브(21)로써 콘트롤된다.

또한, 스피커(40)는 역시 테이블(10) 내부의 앰프(30)와 연결하되, 테이블(10)의 좌측 상면에서 우측을 향하도록 설치한 후, 그 중앙의 진동판(41)에 빛을 반사할 수 있는 거울(50)을 부착한다.

상기 레이저 빔 발생기(60)는 스피커(40) 중앙의 거울(50)을 향해 레이저 빔을 발사할 수 있도록 헤드부분의 방향을 조절할 수 있도록 하는 것이 좋다.

상기 스크린(80)은 테이블(10)의 후방 가로 길이와 같은 길이로 하되, 빛이 잘 표현될 수 있는 어두운 계통의 바탕색을 가지는 것이 좋고, 빛이 가로로 확산될 것이므로 높이는 그다지 높지 않아도 된다.

상기 회전다면경(70)은 상기 거울(50)로부터 반사되는 레이저 빔을 상기 스크린(80)에 표시하기 위한 것이며, 회전속도는 약 4,200rpm 이고, 회전 동력은 그 테이블(10)의 저면에 매설된 모터(71)로써 전달 받는다.

도면중 미설명 부호 71는 모터의 회전수 조절용 노브이다.

상기와 같이 구성된 본 고안은 다음과 같이 사용한다.

테이블(10)의 콘트롤부(11)에 있는 메인스위치(12)를 ON시키게 되면 앰프(30)와, 마이크(20)와, 스피커(40)에 전원이 공급되어 작동준비되고, 이와 동시에 상기 모터(71)도 구동하여 회전다면경(70)을 회전시키는 상태로 대기하게 된다.

이 상태에서 레이저 빔 발생기(60)의 스위치(61)를 ON시키면, 레이저 헤드부에서 발생된 빛이 스피커(40) 중앙의 진동판(41)에 붙은 거울로 보내지고,거울(50)에서 반사된 빛은 회전하고 있는 회전다면경(70)으로 보내져 스크린(80)에 표시한다.

이 후, 음파 실험자가 자신의 목소리 또는 악기소리 등의 소리를 마이크(20)에 입력시키면 그 소리가 앰프(30)로 보내져 파장이 확장되고, 확장된 파장에 따라 스피커(40) 중앙의 진동판(41)이 진동하게 된다.

이때, 진동판(41)에는 거울(50)이 부착되어 있고, 그 거울에 레이저 빔이 조사되고 있는 바, 진동판(41)의 진동에 따라 떨리는 거울(50)이 레이저 빔을 그 떨림대로 반사시켜 회전다면경(70)에 보내게 되고, 그 상태대로 회전다면경(70)은 레이저 빔을 스크린(80)에 비추게 되는 것이다.

이와 같이 하여 스크린(80)에 비쳐지는 레이저 빔은 마이크(20)에서 입력된 소리의 파장 그대로 보여지게 되므로 실험자는 높은 소리, 낮은 소리 등 각각의 소리에 따른 파장을 실시간으로 직접 볼 수 있게 되는 것이다.

그리고 이와 같은 실험에서 마이크(20)의 소리 크기를 높게 또는 낮게 조절할 수 있고, 회전다면경(70)의 회전 속도도 저속에서 고속의 범위까지 조절할 수 있어 실험치를 다양하게 얻을 수 있도록 되어 있다.

위에서 상세히 설명한 바와 같은 본 고안은 소리의 증폭 및 재생을 위해 사용하는 스피커의 진동판에 반사경을 붙이고, 이 반사경에서 반사되는 레이저 빔이 회전다면경에 의해 확산되어 스크린에 비쳐질 수 있도록 하였기 때문에 실험자가마이크에 소리를 입력하는 즉시, 그 소리의 음파를 스크린에서 눈으로 불 수 있어 실험이 매우 쉽고 간편하도록 되어 있어 좋다.

특히, 본 고안에 따른 소리의 형태를 볼 수 있는 학습기구는 구조가 간단하고, 조작이 쉬우며, 가격이 저렴하기 때문에 중,고학년 층에서 사용하기에 매우 적합한 장점이 있다.

Claims (1)

1. 테이블(10)상에 설치하되, 소리를 입력하기 위한 마이크(20)와, 소리를 증폭시키는 앰프(30)와, 소리를 출력하기 위한 스피커(40)와, 상기 스피커의 진동판(41)에 부착한 거울(50)과, 상기 거울에 빛을 보내기 위한 레이저 빔 발생기(60)와, 상기 거울로부터 반사되는 레이저 빔을 후방에 설치한 스크린(80)에 표시하기 위해 모터(71)로써 구동되는 회전다면경(70)으로 구성하여, 상기 레이저 빔이 스피커의 진동판과 함께 진동하는 거울에 반사되어 회전다면경을 통해 스크린(80)에 실시간 표시될 수 있도록 하여서 된 것을 특징으로 하는 음파를 볼 수 있는 학습기구.