음향(acoustics)에 관한 이론

무대 음향을 위하여 기초 지식으로 알아야 할 내용

막연한 감이 아닌 공식으로 풀어보는 소리에 관한 지식

 

 

음향 작업을 위한 기조적인 이론을 알아보겠습니다.

소리(sound)

소리는 세 가지 과정이 진행되어야 비로소 완성됩니다. 우리는 보통 소리가 발생하는 자체를 소리라고 생각하기 쉬운데 이것을 듣는 사람 또는 존재가 없다면 소리가 나는 것으로 볼 수 없습니다. 즉 발생, 전달, 청취의 과정이 진행되어야 소리가 성립함으로 볼 수 있습니다. 특정 물체에서 진동(충돌, 타격 등의 원인)이 발생하면 공기 중에 파동이 발생합니다. 그 파동은 공기를 통해 퍼져 나갑니다. 이것이 사람의 귀에 있는 청각 신경을 건드립니다. 청각 신경에 전달된 정보가 뇌에 전달됩니다. 그러면 뇌에서는 지난 경험과 기억의 분석을 통해 이 파동이 무엇인지 파악합니다.

 

사인파(sign wave)

소리의 파동이 전해지는 모양을 파형(waveform)이라고 합니다. 전혀 배음이 없는 깔끔한 단파의 진동은 사인파로 표현할 수 있습니다. 이 모양은 줄에 매달린 추의 움직임 즉 단진동의 자취를 시간에 따라 그래프로 표현한 모양과 같습니다. 단진자의 중심축은 0°, 양의 방향 끝은 90°, 다시 음의 방향으로 돌아와 다시 중심축인 180°, 음의 방향으로 더 진행하여 음의 방향 끝인 270°, 다시 양의 방향으로 향하여 다시 중심축 360°로 돌아오는 단순 파동의 움직임을 사인파라고 합니다. 단진자의 횡적 움직임의 궤적을 90° 돌리면 사인파 모양이 됩니다.

주파수(frequency)

주파수는 1초 동안 이루어 지는 파동의 주기를 가리킵니다. 단진자가 양의 방향 끝으로 갔다가 중심축을 지나 음의 방향 끝에서 다시 중심축으로 돌아오는1회의 움직임이 일어나는 시간의 길이를 주기라고 합니다. 그리고 1초 동안에 일아나는 주기 즉 주파수는 Hz(헤르쯔)라는 단위를 씁니다.

 

주파수는 주기와 반비례합니다. 주기가 길면 주파수의 값이 작습니다.

주파수 = 1/주기

파장은 1주기가 진행되는 거리를 말합니다.

그리고 음속은 소리가 1초 동안 움직이는 속도를 말합니다. 파장, 음속, 주파수, 주기 간의 관례를 공식으로 표현해 보겠습니다.

파장=음속/주파수

이것은

음속/1/주기

이기도 합니다. 따라서

파장=음속*주기

로 표현할 수도 있겠습니다.

피치(pitch)

주파수 즉 1초 동안 일어나는 주기는 음의 고저를 결정합니다. 음이 높다는 것은 주파수가 높다는 것이고 주파수가 높다는 것은 파장이 짧다는 것을 의미합니다. 음이 낮다는 것은 파장이 길다는 것을 의미합니다. 파동의 1초 동안 발생하는 주기가 길면 낮은음을 냅니다.

 

진자 운동과 사인파

진폭(amplitude)

진동의 폭 즉 단진자의 추가 움직이는 폭은 소리의 크기를 결정합니다. 스피커 콘의 앞 뒤 움직임의 폭이 소리의 크기를 결정하는 것을 머릿속에 그려보면 되겠습니다. 소리의 크기에 관련하여 한 가지 더 알아야 할 것이 있습니다. 같은 진폭이라도 주파수 대역에 따라 음량이 다르게 느껴집니다. 1KHz~5KHz에서 가장 크게 느껴집니다.

 

음향에 관한 기초적인 이론을 살펴보고 있습니다. 막연하게 알고 있는 각종 용어를 하나 하나 세세히 들여다보면 음향에 관한 새로운 차원의 관점이 생기리라 믿습니다. 이론적으로 근거를 가지고 해결에 접근하는 자세는 음향 작업에 있어 매우 중요한 부분입니다.