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소리 - 위키百科, 우리 모두의 百科事典

소리

空氣나 물 같은 매질의 振動을 통해 傳達되는 宗派

소리 또는 (音) 또는 '音波'는 空氣 같은 매질 振動 을 통해 傳達되는 宗派 이다. 代表的으로 사람 聽覺器官 을 刺戟하여 에서 解釋되는 매질 의 움직임이 그 例이다.

드럼은 振動하는 幕을 통해 소리를 낸다.

우리들의 귀에 끊임없이 들려오는 소리는 空氣 속을 傳해오는 波動 이다. 소리는 우리들에게 여러 가지 情報를 傳해준다. 눈에는 보이지 않는 波動이지만 波動의 여러 가지 性質은 音波의 境遇 귀에 들리는 소리의 變化로 알 수가 있다.

사람이 소리를 들을 수 있는 것도 空氣가 振動하기 때문이다. 卽 周波數 (振動數)를 가지기 때문이다. 사람의 可聽周波數 는 藥 20~20480?Hz(20.48 KHz) 以內이며 나이가 듦에 따라 最大 可聽周波數는 낮아지게 된다. 工學 에서의 可聽周波數 帶域幅 은 300~3400 Hz이다.

소리 卽 音波는 物理學 에서 媒質(媒質)의 振動 方向이 波動의 方向에 一致하는 波動 卽 宗派(縱波)의 하나이다. 한便 音波는 空氣를 壓縮 또는 擴張 시킴으로써 波動을 갖게 된것이다. 音速 의 基準이 된다.

소리의 物理學的 特性

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높낮이

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소리의 높낮이는 振動數 에 依해서만 決定되며 波長 이랑 關聯이 없다. 振動數가 높으면 높은 소리, 振動數가 낮으면 낮은 소리로 느낀다. 소리의 速度가 일정하다고 假定할 때, 波長은 振動數에 反比例한다. 人間이 들을 수 있는 振動數의 領域은 16에서 2萬 Hz까지이다. 特히 振動數가 높은 소리와 낮은 소리는 들을 수 있는 範圍가 좁다

世紀

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소리의 세기는 그 波動이 얼마나 큰 壓力을 갖고 있느냐로 計算되며, 陰壓이라고 表現되고 單位는 ' 데시벨 '(dB)을 使用한다. 데시벨 은 絶對的인 基準 數値가 아닌 相對的인 값이며,0dB를 基準으로 10dB가 增加할 때마다 그 소리의 世紀, 卽 音壓은 10의 거듭제곱 꼴로 커진다. 例를 들면 10dB는 0dB보다 10dB가 크므로 0dB보다 10¹倍만큼 크다. 또한, 20dB는 0dB보다 20dB가 크므로 0dB보다 10²倍, 卽 100倍만큼 크다.

人間의 귀는 周波數나 데시벨에 따라 音壓을 精確하고 順次的으로 認識하지 못하기 때문에 人間이 느끼는 音의 相對的인 크기를 考慮하여 폰(Phon)이나 쏜(Sone)이라는 尺度를 使用하기도 한다. 같은 振幅의 소리라면 約 4,000?Hz 附近의 소리가 가장 잘 들리며, 可聽周波數의 上限/下限에 가까운 소리는 振幅이 크더라도 잘 들리지 않는다.

傳播 速度

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音波의 速度(音速)는 直線 距離를 알고 있는 두 點 사이에서 傳達되는 時間을 재면 求할 수 있다. 빛의 速度는 音速보다 훨씬 빠르기 때문에 한쪽 點에서 發射한 信號用 拳銃의 演技를 다른 한쪽에서 보고 소리가 들릴 때까지의 時間을 재면 된다. 또는 音波의 反射를 利用해서 재는 方法도 있다. 커다란 建物을 向해 일정한 時間 間隔으로 딱딱이를 치면서 建物에서 멀어지면 딱딱이에서 直接 들리는 소리와 建物에 反射해서 소리가 똑같이 들리는 位置를 發見할 수 있다. 이 때의 位置에서 建物까지의 거리의 2倍를 딱딱이를 치는 時間 間隔으로 나누면 音速을 求할 수 있다.

溫度 15°C의 空氣 속을 傳播하는 音速은 大略 340m/s이다. 音速은 振動數나 氣壓에는 關係가 없고 空氣의 溫度에 依해서만 變한다. 音速이 空氣의 溫度에 依해 變하는 것은 空氣의 密度가 溫度에 依해 變하기 때문이므로, 密度가 작을수록, 或은 溫度가 높을수록 매질은 移動하기 쉬워져서 音速은 빨라진다. 空氣 속에 水蒸氣 等이 包含되어 있으면 音速度 變化하지만 그 影響은 氣溫의 影響보다도 적기 때문에 無視해도 좋다. 空氣 以外의 媒質(液體·固體도 包含) 속의 音速度 溫度에 따라 다르다. 普通 氣體 속보다도 液體 속의 音速이 크며, 液體 속보다 固體 속이 크다.

소리의 電波速度는 濕度가 0%일 때의 公式은

 

여기서

  ?: 소리의 速度
  ?: 攝氏 의 溫度

이다.

位相

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振幅과 周波數가 같더라도 位相이 서로 다르면 서로 다른 소리이다. 振幅과 周波數와 位相이 같은 소리를 더하면 振幅은 두 倍가 된다. 振幅과 周波數가 같지만 位相이 서로 反對인 사인파를 더하면 서로 相殺된다.

그러나 特定 周波數의 位相의 差異는 聽覺으로 認知할 수 있는 差異를 불러오지는 않는다.

音色

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바이올린 의 소리와 플룻 의 소리를 區別할 수 있는 것은 소리를 이루는 波動의 模樣이 다르기 때문이다. 自然系에는 純粹하게 사인파로만 이루어진 소리는 없으며, 各自 音壓이 다른 背音의 配置들이나 다른 周波數들의 소리의 合이 全體的인 音色을 決定하게 된다.

例를 들어 絃樂器의 境遇엔 정수배에, 管樂器의 境遇엔 홀數倍에 背音의 스펙트럼이 等差的으로 생겨나는 것을 볼 수 있다. 마찬가지로 사람의 목소리를 區分할 수 있는 것도 固有의 스펙트럼을 가지고 있기 때문이다. 푸리에 의 理論은 簡單한 사인파의 合으로 自然系의 어떤 소리든지 具現할 수 있다는 理論으로, 서로 다른 波長의 모임은 새로운 音色을 決定한다.

公明

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어떤 振動數의 音과, 振動數가 倍數에 있는 音의 關係를 背音 이라고 한다. 物體 는 固有의 振動數를 지니고 있는데 傳達된 소리가 物體의 固有 振動數와 倍數 關係에 있으면 振幅이 增加하게 된다. 이러한 現象을 公明이라 한다. 1800年代 英國, 한 部隊가 다리를 건너다가 偶然히 그 部隊가 건너가는 소리 中, 다리의 固有 振動數와 一致한 振動數가 있어, 그 다리에서는 엄청난 振幅이 發生되고, 結局 무너지고 말았다. 이처럼 固有振動數가 맞아 振幅이 增加하는 境遇는 聲樂家들이 琉璃와 振動數가 一致한 목소리를 내어 琉璃를 깨는 데에도 利用한다.

같이 보기

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外部 링크

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