아름다운 노래소리, 아이들의 웃음소리, 시끄러운 자동자 소리등…
우리생활 곳곳에 발생하는 소리는 어떻게 만들어질까요?
소리란 ?
기타줄을 튕기고 줄에 손을댈때 느끼는 떨림, 목에 손을 대고 “아~” 하고
소리를 내면 목에서 떨림을 느끼실 수 있습니다.
이런 떨림 현상을 진동이라 합니다.
즉 모든 소리는 물체의 진동(떨림)에 의해 만들어 진답니다.
그러나 공기가 없다면 우리는 진동에 의한 소리를 들을 수 없습니다.
그 이유는 진동(떨림)을 전달하는 물질, 즉 매질의 역활을 공기가 하기 때문입니다.
그러면 소리는 공기를 통해서만 전달되는 것일까요?
물론 그렇치 않습니다.
소리는 철과 같은 고체나 물과 같은 액체 속에서도 전달되고, 전달 속도도 공기보다 더
빠릅니다.
옛날에 인디언들은 귀를 땅에 대고 멀리서 달려오는 말발굽 소리를 들었는데, 공기를 통해서 들을 때보다 더 빨리 들었다고 합니다.
소리의 속도는 공기에서 초속 340M, 물속에서 초속1440M, 철에서 5000M 로 전달됩니다. 그 이유는 철이 물보다 밀도가 높기 때문 입니다.
밀도가 높다는 것은 일정한 크기 안에 들어 있는 입자 수가 많다는 뜻인데, 입자가 많을 수록 소리의 전달 속도가 빠릅니다.
소리의 3요소
우리는 음압(소리의 크기정도), 주파수(소리의 높낮이), 파형(음색) 이 3가지를 합쳐서 소리로 인식해 듣게 됩니다.
음압: 소리의 크기는 진폭에 의해서 결정됩니다. 진폭이 클수록 큰 소리로 들리게 되는 것입니다.
소리는 대기압의 압력변화이며, 이변동분을 음압이라 하고 소리의 물리적인 크기를 나타냅니다.
음압은 압력이므로 압력의 단위 Pa(pascal)을 사용합니다.
음압 레벨은 정상적인 귀로 들을 수 있는 가장 작은 소리의 크기인 0dB를 기준레벨로 하고, 이 값에 대한 비로서 음의 크기를 나타낸 것입니다.
20대의 성인이 들을 수 있는 가장 작은 소리는 4khz 부근에서 0.00002Pa 이고, 이것을 최소 가청 한계라고 합니다.
최소 가청음을 기준으로 하여 이것보다 몇자리 수 큰가로 소리의 세기를 나타냅니다.
주파수 : 소리의 높낮이는 진동수에 따라 달라집니다.
진동수가 많을수록 높은 소리가 나고, 진동수가 적을수록 낮은 소리가 납니다.
즉 소리의 높낮이는 1초당 반복 횟수로 결정되고, 주파수(Frequency)라고 합니다.
주파수를 나타내는 단위는 Hz(Hertz) 입니다.
낮은 음은 주파수가 낮고, 높은 음은 주파수가 높습니다.
또, 진동이 한 사이클을 반복하는데 걸리는 시간을 주기라고 합니다.
따라서 주기는 주파수의 역수 입니다.
예를들면, 1,000hz 음의 주기는 0.001초 입니다.
즉, 1,000Hz의 음은 1초간 1,000번 진동하고, 1번진동하는데 0.001초 걸린다는 의미 입니다.
인간이 들을 수 있는 주파수는 일반적으로 20-20,000Hz 이고, 이것을 가청 주파수라고 합니다.
20Hz 이하의 소리 (초 저주파음)와 20,000Hz 이상의 소리(초음파)는 분명 존재는 하지만 사람이 들을 수는 없습니다.
20-100hz는 저음, 100-1000Hz는 중음, 1000-20,000Hz를 고음으로 분류합니다.
파형(음색) : 사람의 목소리나 악기 음에는 각각 고유의 특색이 있고, 개인이나 악기 음을 특징 지을 수 있습니다.
이 특징이란 진동의 파형(waveform)이 다른 것이고, 파형이 다르면 음색(timbre)이 다르게 들립니다.
즉 사람이 내는 목소리나 악기의 음색이 각각 다른 이유는 파형(주파수 형태)이 다르기 때문입니다.
이를 “음색이 다르다”라고 표현합니다.
소리의 크기와 주파수와의 관계
사람이 들을 수 있는 가청 범위는 20-20,000Hz 입니다.
그러나 이 주파수 범위에서 사람의 귀의 감도는 주파수에 따라서 크게 달라집니다.
일반적으로 사람의 청각은 4khz 부근의 감도가 가장 좋고, 낮은 주파수나 높은 주파수에서는 감도가 저하되는 성질을 가지고 있습니다.
특히, 음압 레벨이 작으면 저음과 고음의 감도가 낮고, 음압이 높아질수록 평탄한 특성에 가까워집니다.
이것은 조용한 밤에 오디오의 볼륨을 낮추고 음악을 들으면 , 저음과 고음이 잘 들리지 않고 박력이 없이 느껴지는 것은 이러한 이유입니다.
Written by mikemall sound
