청각/음향/이명
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음향소리는 파동, 소리의 3요소

관리자
2020-04-02
조회수 12693

[소리는 파동]


소리는 파동입니다. 그래서 음파(Sound Wave) 라고도 합니다.

파동은 물질의 진동방향과 진행방향이 서로 직각인 횡파와

물질의 진동방향과 진행방향이 서로 평행인 종파로 구분합니다.


빛과 전파는 횡파이고 소리는 종파입니다. 



위 그림에서 각 점은 유심히 보면 제자리에서 좌우로 왔다 갔다만 하지만 파도처럼 전달되는 것을 알 수 있습니다.

소리는 매질에 따라 속도도 다르고 진공속에서는 전달이 안됩니다. 물속에서의 소리의 속도는 공기중보다 빠르고,

딱딱한 고체일수록 소리진동의 전달속도가 빨라집니다.


[소리의 3요소]


소리에는 음량, 음고, 음색이라는 3가지 요소가 있습니다. 

빛과 색이 색상, 명도, 채도의 3요소로 결정되듯이, 소리의 구분은 소리의 3요소로 결정됩니다.


1. 음량(Loudness) : 소리의 크기


                          단위는 데시벨(dB), 폰(Phon), 손(Sone)



2. 음고(Pitch) : 소리의 주파수와 관련된 소리의 높낮이


                          단위는 Cent, Hz, CPS(Cycles Per Second)



아래 사진의 440Hz 는 잘 아시겠지만 악기 피치(Pitch)맞출 때 쓰는 기본음입니다.

피아노 건반의 중간쯤에 "라" A 음입니다.



소리의 음정을 나타내는 피치(Pitch) 주파수는 두배가 되면 한 옥타브(Octave) 올라갑니다. 

반대로 주파수가 반으로 줄면 한 옥타브 내려갑니다.


한 옥타브는 12개의 노트(Note) 로 구성이 되어,

반음 올라가면 주파수가 2^(1/12) 배 높아집니다. (2의 12분의 1 지수승)



3. 음색(Timbre) : 음의 성분 차이에서 생기는 감각적 특성


 음색을 이해하기 위해서는 주파수 스펙트럼(Frequency Spectrum) 에 대한 이해가 필요합니다.


위 그림은 주파수 440Hz 인 "라(A)" 음의 바이올린과

피아노의 주파수 스펙트럼(Spectrum)과 파형(Waveform)입니다.

 

둘 다 기본 주파수는 440Hz 이며 음고(음정,pitch)는 같지만, 

하모닉(Harmonic, 배음) 성분이 서로 다르기 때문에 파형도 달라지기때문에 

우리는 피아노와 바이올린의 음색(Timbre)을 구분할 수 있습니다.

 

바이올린에 비해서 피아노음은, 하모닉보다는 기본음의 크기가 크다는 것을 알 수 있습니다.

 


감사합니다.



박 영 근, Ph.D.

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청각음향연구소


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