소리(sound)에 관련된 재미있는 자연 현상

 

낮에 소리가 멀리 갈까?? 밤에 멀리 갈까?

맥놀이 현상이란 무엇일까?

 

소리에 관련된 재미있는 자연현상

소리의 굴절

물체가 물 밖, 물속에 걸쳐 있다면 이 물체가 꺾여 보이는 현상을 경험해 보았을 것입니다. 공기와 물 두 매질의 경계면에서 빛이 꺾이기 때문입니다. 재미있는 것은 맹물과 설탕을 섞은 물 사이에도 차이가 있습니다. 꺾이는 각도가 다릅니다. 빛의 굴절과 마찬가지로 소리도 굴절합니다. 서로 다른 매질, 물질이 만나는 곳에서 소리의 진행 방향이 꺾입니다.

 

소리의 굴절에 대하여 살펴보기 전에 알아야 할 소리의 또 다른 성질이 있습니다. 소리는 온도가 높을수록 진행 속도가 빨라집니다. 발음체로부터 소리는 사방으로 퍼집니다. 지상의 공기는 여러 가지 조건에 따라 온도가 다릅니다. 낮에는 지상이 태양의 빛으로 인해 달궈집니다. 지상에 가까운 공기일수록 온도가 높습니다. 지상에서 먼 공기는 상대적으로 차갑습니다. 이렇게 되면 소리가 하늘 쪽으로 휘게 됩니다.. 다시 말해 굴절 현상이 일어나는 것입니다. 낮에는 발음체에서 먼 곳에 있으면 소리가 잘 들리지 않습니다. 왜냐하면 소리가 하늘 쪽으로 휘기 때문입니다.

 

반대로 밤에는 어떨까요? 지표면은 식어 버리고 상층에 있는 공기의 온도는 상대적으로 높습니다. 밤에는 소리가 지상 쪽으로 휘어집니다. 이것 또한 소리의 굴절이라고 말합니다. 밤에 발생하는 소리의 굴절은 발음체에서 멀리까지 소리가 들리도록 합니다. 낮에는 소리가 멀리까지 들리지 않고, 밤에는 멀리에서도 잘들린다. 이것은 음향을 운용하는 엔지니어에게는 매우 중요한 팁이 아닐 수 없습니다. 낮 공연을 준비하는 장비의 출력과 밤 공연을 준비하는 장비의 출력을 달리하여야 한다는 말이 됩니다.

 

 

맥놀이 현상

여러분은 맥놀이 현상이라는 말을 가끔 들어 보셨을 것입니다. 주파수가 약간 다른 소리가 동시에 울릴 때 서로 간섭을 일으켜 특정 주파수가 일정한 주기로 커졌다 작아졌다 하는 현상을 가리킵니다. 피아노 건반의 이웃하는 흰 건반, 검은건반을 동시에 누르면 맥놀이 현상을 들을 수 있습니다.

 

맥놀이 진동수는 낮은음 쪽의 이웃 건반을 누를 때보다 높은음 쪽의 이웃 건반을 누를 때 더 많은 진동수를 들을 수 있습니다. 맥놀이 진동수를 도출하는 공식은 다음과 같습니다.

(N1-N2)beats/sec

입니다.

높은음으로 갈수록 이웃 음과의 주파수 차이가 많이 나기 때문에 맥놀이 진동수가 많아지는 것입니다. 대체로 12Hz 이하로 차이나는 두 음 간에 생기는 맥놀이는 그 주기가 구분되는 리듬으로 들립니다. 그러나 12Hz~30, 40Hz 차이나는 두 음 간에 생기는 맥놀이는 그 주기가 짧아 트레몰로처럼 들립니다.

 

 

 

 

맥놀이 현상을 실제로 사용할 수 있는 분야가 있습니다. 피아노 조율입니다. 특정 음정을 내는 소리굽쇠와 방금 조율한 피아노의 그 음정에 해당하는 건반을 동시에 울립니다. 만약에 음정이 미세하기 차이가 난다면 어떻게 될까요? 바로 맥놀이 현상이 나타납니다. 그러나 피아노의 조율이 정확하게 되어 소리굽쇠와 똑같은 음정 즉 소리굽쇠와 똑같은 주파수를 낸다면 맥놀이 현상이 일어나지 않겠지요?

 

음향, 소리는 자연현상이기 때문에 특정 조건에서 보편적으로 확인할 수 있는 성질들이 있습니다. 이러한 성질들은 거스를 수 없는 자연 현상이기 때문에 음향 엔지니어는 이러한 내용을 잘 숙지하고, 이용하여 긍정적인 효과를 창출해 내야 하겠습니다.