소리(sound)는 어떤 과정으로 귀에 들리나?

소리가 발생한 후 귀에 전달되어 인식되는 과정을 알아볼까요?

주파수(frequency)와 소리의 크기(loudness)는 어떤 관계가 있을까요?

 

소리(sound)는 어떤 과정으로 귀에 들리나?

귀에 들어와 인식되는 소리(sound)

지난 게시물에서 소리의 개념, 소리를 이루는 요소 등을 알아보았습니다.. 오늘은 귀에 전달된 소리를 뇌가 인식하기까지의 과정을 알아봅니다.

소리는 귓바퀴를 통해 들어가서 외이도를 지나 고막으로 전달되어 진동으로 바뀐다고 합니다. 그 진동은 이소골에 의해 와우각으로 전달되고 와우각에 있는 세포에 의해 청각신경 신호로 바뀝니다. 그 신호가 뇌로 전달되어 인간이 인식할 수 있게 됩니다. 소리는 고막을 통해 들어오는 것 이외에 두개골, 몸의 진동이 청신경을 자극하여 지각되기도 합니다. 이를 골전도 청각이라고 합니다. 나의 목소리는 골전도 청각으로 인식되는 부분이 크다고 합니다. 녹음된 나의 목소리는 거의 모든 사람들이 평소 내 목소리와 다르게 들린다고 합니다. 녹음기에는 골전도 청각 부분이 생략되어 기록되기 때문에 평소 나의 목소리와 다르게 들리는 것입니다.

 

 

주파수(frequency)에 따른 소리의 크기(loudness)의 인식

사람은 주파수에 따라 소리의 크기를 다르게 인식한다고 합니다. 1KHz~5KHz 즉 중음역에서는 아주 작은 소리도 인식합니다. 특히 4KHz일 때 가장 예민하게 인식할 수 있습니다. 또 다른 특성이 있는데 100Hz 이하 저음역에서는 소리가  커야(loudness)만 소리를 인식할 수 있습니다. 사람의 신체 특성상 저주파수에 소리가 작으면 이소골 진동이 일어나지 않아 소리를 인식하기 힘든 것입니다. 음향기기에서 저주파수 대역 소리의 크기를 인위적으로 높여 주는 것은 주파수간 밸런스를 맞추기 위한 목적이 있는 것입니다.

 

사람의 귀가 들을 수 있는 소리의 크기(loudness)와 주파수(frequency) 대역

사람의 0dB에서 120dB의 소리를 인식할 수 있다고 합니다. 120dB는 인식의 한계라기보다 고막이 파열되기 직전 소리의 최대치라고 할 수 있습니다. 0dB와 120dB 사이의 소리라고 하더라도 들을 수 없는 주파수 대역이 있습니다. 사람은 최대 20Hz부터 2KHz 사이의 주파수 대역만 들을 수 있습니다. 이것은 사람마다 차이가 있습니다. 일반적인 경우 16KHz까지가 가청 주파수라고 합니다. 나이가 들수록 가청 주파수는 낮아집니다. 동물들은 더 높은 주파수 대역을 들을 수 있다고 합니다. 동물에 따라 40KHz 이상의 초음파까지 인식할 수 있다고 합니다.

 

주파수와 소리의 크기와의 관계

사람의 소리 인식 특성

100dB 가까이 큰 소리를 들으면 청각 부위가 기능적으로 움츠러든다고 합니다. 신체를 보호하려는 본능 때문이라고 합니다. 이렇게 움츠러든 상태에서는 더 큰 소리를 들려줘도 더 명확하게 잘 들리지 않습니다. 잘 들리지 않느다고 소리가 발생하는 곳에 귀를 가까이 대면 청력을 잃을 위험성이 있습니다. 그리고 사람 청각 부위는 긴 시간 큰 소리에 노출되면 피로가 쌓여 그 기능을 상실할 위험이 있다고 합니다.

 

사람의 귀는 작은 소리를 듣다가 상대적으로 큰 소리가 함께 들리면 앞의 작은 소리를 인식하지 못합니다. 당연하게 생각하실 수도 있는데 이것을 마스킹(Masking) 현상이라는 이름을 붙일 정도로 소리(sound)와 관련한 분야에서는 중요한 현상으로 다룹니다. 

 

 

사람의 청각 능력에 대해 알고 있는 것은 음향 엔지니어에게는 매우 중요한 부분입니다. 음향 엔지니어는 좋은 소리를 만들어 청중에게 제공하는 일을 하기 때문에 그 소리를 받아들이는 청각의 특성을 파악하고 소리를 디자인하는 것은 어찌 보면 당연한 일이 되겠습니다. 모든 전문 분야가 그렇듯 음향 분야도 단순히 한 영역의 일이 아니고 여러 가지 분야가 복합적으로 결합되어 완성되는 것입니다. 공부해야 할 것이 많다는 이야기겠죠? ^^