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01.우리는 소리와 함께 살고 있다




우리는 소리와 함께 살고 있다.

소리의 정의

  • 소리를 정의한다면? 어떤 물질이 떨리고 그 떨림이 다른 물질을 타고 퍼져 나가는 현상
  • 떨림은 진동이다. 진동의 전달을 위해 매질이 필요하다.
  • 소리를 전달해주는 대표적인 매질은 공기

소리의 3대 요소 : 세기, 높낮이, 음색

  • 세기 (진폭:amplitude)
    • 소리의 세기는 진폭에 따라 달라지며, 진폭이 크면 큰 소리, 작으면 작은 소리가 된다.
  • 높낮이 (주파수:frequency)
    • 소리의 높낮이는 주파수에 따라 변화하며, 주파수가 높으면 고음의 소리, 낮으면 저음의 소리가 발생한다.
    • 주파수의 단위는 Hz(헤르츠)
    • 1초에 100회 진동하는 소리는 100Hz
  • 음색 tone color)
    • 물체마다 독특하게 발생하는 파동의 모양으로 결정, 가장 중요한 요인은 파장구조
  • 베버페히너 법칙
    • 인간은 새로운 자극이 오면 기존 크기와 비교하여 그 변화량을 자극의 크기로 감지
    • 우리가 느끼는 감각 강도는 외부로부터 주어지는 자극 강도의 log 값에 비례
    • 느끼는 감각 크기가 자극 크기의 log 값이기 때문에 귀에서 느끼는 음의 크기값은 소리 크기의 log 값으로 결정

음의 세기 레벨

  • 어떤 기준값에 대한 비교값의 log 값을 벨(bell)로 정의
  • 벨 단위의 10분의 1인 dB(데시벨)을 사용
  • 음압 레벨(dB) = 10log * (I / I0)
    • I : 입력음의 세기
    • I0 : 기준음의 세기
    • 사람이 들을 수 있는 1KHz 입력 신호에 대한 최소 음의 크기는 10^(-12) W/m^2 (0dB)

진동수

  • 진동수(주파수) : 소리의 높이를 결정
  • 진동수가 다르면 소리의 높이가 다르다
  • 줄의 길이가 길고 무거울수록 낮은소리
  • 소리를 발생시키는 각각의 물체는 자신만의 진동수를 가졌다 -> 고유 진동수

공명

  • 공명 : 어떤 파동의 진동수가 다른 물체의 고유 진동수와 같아서 물체의 진폭이 커지는 현상
  • 공명현상이 발생하면 물체의 진폭이 커지면서 진동 에너지도 그만큼 커진다.
    • 예로 음악 소리와 와인잔의 진동수가 일치 할 경우
    • 미국의 타코마 다리 -> 이후 다리는 공명시킬 수 없는 조건으로 설계하는 것이 필수

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