실생활에 유용한 소리(sound)의 성질

 

소리가 가진 몇 가지 성질이 있습니다.
소리의 반사, 소리의 회절은 알아두면 유용한 성질입니다.

실생활에 유용한 소리의 성질

소리의 반사
소리는 빛과 같이 진행하다 부딪치면 반사합니다. 물론 부딪치는 면의 재질에 따라 아주 강하게 반사할 수도 있고 아예 먹어버리는(흡음) 경우도 있긴 합니다. 평평한 면에 부딪치면 그 면에 들어가는 각도와 같은 각도로 반사합니다. 반사면이 오목하게 생겼으면 소리가 가운데로 모여 초점이 발생합니다. 이러한 성질 때문에 공연장에서는 오목면의 반사판은 사용하지 않습니다. 소리의 초점은 고른 음향 확산의 장애물이 되기 때문입니다.

소리의 반사는 많은 영역에서 사용하고 있는 성질입니다. 바다 밑 눈으로 확인할 수 없는 곳에 대한 정보를 얻기 위해 소리의 반사를 이용합니다. 초음파를 쏘아 돌아오는 시간을 계산하여 바다 밑바닥의 모양을 형상화하기도 합니다. 물고기가 많이 모여있는 곳을 찾을 때도 사용합니다.

직접음은 발음체에서 직접 귀로 전달된 소리를 가리킵니다. 초기반사음(early reflections)은 발음체에서 파동이 전파되어 벽이나 천장을 때리고 귀에 전달된 소리입니다. 대개 소리 발생 20~50ms 후에 들리는 소리를 말합니다. 그리고 잔향이 있습니다. 소리 발생 후 사방의 반사판을 거쳐 50ms 이후에 귀에 들리는 소리를 가리킵니다. 잔향은 그 간격이 촘촘하여 초기 반사음처럼 구분되어 들리지 않습니다.

 

음향 장비를 이용하다보면 pre delay time(사전 지연시간)이란 텍스트를 접하게 될 것입니다. 이것은 발음체에서 직접음이 발생하고 초기 반사음(early reflections)이 들리기 까지의 지연시간을 말합니다. 이 시간을 길게 설정하면 큰 공간에서 소리를 내는 효과를 거둘 수 있습니다. 그리고 reverbration time(잔향 시간)이란 텍스트를 접하게 될 것입니다. 이것은 최초 발음체의 직접음이 발생한 후 초기 반사음- 잔향을 거쳐 에너지가 감쇄하여 원음에 대한 음압이 60dB 이하로 떨어지는 순간까지의 시간을 말합니다. 잔향시간이 길다는 것은 공간이 넓고, 공간면의 재질이 단단하여 울림이 많은 공간을 재현함을 의미합니다. 공간의 넓이가 잔향시간과 연관성이 있는 것은 공간이 넓으면 음이 벽을 때리고 반사해서 돌아오는 시간이 오래 걸리기 때문입니다.

소리의 회절
소리가 장애물을 만났을 때 장애물 뒤까지 전달되는 현상을 소리의 회절이라고 합니다. 우리가 벽에 대고 소리를 지르면 일부는 벽에 반사되어 벽을 넘지 못합니다. 그러나 일부는(벽의 두께보다 파장이 큰 주파수 대역) 벽을 타고 그 위로 넘어갑니다.. 이것을 회절 현상이라고 합니다. 벽 위로 타고 넘어갈 때 넘어간 소리는 부채꼴 모양으로 퍼져 나가는 특성이 있습니다.

 

스피커를 통해서 음악을 들을 때 머리의 폭보다 파장이 작은 소리는 소리가 들어오는 반대편 귀에는 들리지 않습니다. 왜냐하면 소리의 회절이 일어나지 않기 때문입니다. 그러나 머리의 폭보다 긴 파장을 가진 소리는 소리가 들려오는 반대편 귀에도 들립니다. 머리 둘레를 타고 반대편까지 회절되기 때문입니다. 우리가 음향 스피커를 설치할 때 우퍼를 좌우, 중앙 가리지 않고 자유롭게 놓는 것을 경험하셨을 겁니다. 그러나 트위터는 좌우 균형감 있게 설치하셨을 겁니다. 이것은 바로 소리의 회절 현상과 연관이 있다는 것을 깨달으셨을 겁니다.