모든 것이 그렇듯 소리도 탄생하는데는 이유가 많다. -핑게없는 무덤이 어디 있으리요~~~

현악기에서 나는 소리는 현의 마찰에 의한 진동이고, 북은 가죽을 두드려 내틑 타격음이고 피리나 나팔은 관과 공기의 마찰로 생기는 진동이다. 모름지기 소리란 마찰이나 타격 등에 의해 공기를 진동해야만 태어난다고 한다.

그래서 공기가 없는 진공속에서는 소리를 들을수 없다 - 그런데 아이러니하게 우리는 진공관으로 소리를 듣고 있다.

그렇다면 사람이 내는 소리도 과연 그런건가?
사람이 내는 소리는 성대를 개폐하여 폐속에서 나오는 공기를 아오게 하거나 차단하거나 하여 입속에공기의 밀도를 희박또는 소밀하게 하여 진동을 만들고 입의 모양에 따라 여러가지 공진도 일으키며 좀더 복합적이고 다양한 소리를 탄생시킨다.

이와 같이 모든 소리의 발생원인은 매우 다양하고 복잡하게 얽혀 있다 그러나 결론적으로 말하자면 오든 소리는 진동에 의해서만 발생한다고 할 수 있다.

음파가 발생하는 상태를 좀더 자세히 살펴 보면 항상 매질(물, 공기, 기카등등)의 분자가 진동하고 있다고 할 수 있다.
 
  ( 혹시 물리적인 규명이 필요한 분은 삼각함수를 생각해 보시면 끄덕이 실겁니다.)


소리를 측정하는 척도는 무엇인가?

소리의 양적 단위는 크게 두가지로 나누어 생각 할 수 있는데  이는 순수한 소리(순음-pure tone)에 대한 크기 그리고 이에 따른 주파수별크기 로 나눌수 있다.

일반적으로 소리는 입자변위, 입자속도, 입자 가속도, 입자가속도 음압, 그리고 소리의 세기를 계측할 수 있다고 한다.

  음압이란?
음압은 소리의 압력을 기준하는 것으로 대기압보다 큰 경우와 작은 경우가 생기는데 그 크기는 진폭의 최대치 최소치가 있어 이 를 평균값을 나타 내면 된다. 평균치는 소리의 진동파형에서 -방향의 값을 제외한 +방향의 값을 제곱근의 평균을 하면구해 진다.

순음에서 값은 대체적으로 음파의 진폭의 0.707배에 해당한다. 측정가능한 최저 가청음압은 대기압의 백만분의 1이며 고막을 찢는 듣한 소리의 음압까지의 영역은 최저 가청음압의 백만배에 해 당한다고 볼 수있다. 이 처럼  음압의 크기의 정도를 표시하는데 최저값과 비교하여 몇배가 되느냐 하는 굉장히 큰 숫자를 필요로 하게 되므로 대수 비를 사용하여 표시하는게 편하다.

음압의 기준값은 썹시0도에서 수은 기둥 750 mm 인 대기압의 백만분의 1이다. 이값의 단위를 미국은 microbar 를 사용하고 CGS 단위계로는 1dyne/cm^2 또는 MKS단위계로는 0.1Newton/m^2 이다.

음압의 기준값은 RMS 값 0.00002 N/m^2 또는 0.00002dyne/cm^2 또는
0.0002 microbar 이며 이 값은 젊은 사람이 1kHz 에서의 평균 최저 가청치 이다. 그리고 또 이 값을 음압레벨 (SPL - Sound Pressure Level) 이라고 부른다. 한편 소리세기의 기준치는 10^-12 w/m^2 이며 이를 소리세기의 레벨(Intensity Level) 이라 부른다..

소리의 종류는 어떤게 있을까?

소리의 종류를 구분하는 기준은 주파수이다. 그런데 인간이 들을 수 있는 주파수의 범위도 있고 들을 수 없는 주파수의 범위도 있다. 이 때 들을 수 없는 주파수의 범위중 낮은 것를 Infrasonic  주파수 라하고 높은 쪽을 Ultrasonic 주파수라고 한다. 그리고 그 중간에 있는 인간의 가청주파수 대역은 20~20000Hz이다.
 
  주, 전파와 음파는 근본적으로 다르다. 음파는 진동파이며 전파는 전자기파이다. 고로 가청주파수 대역에 들어오는 전파라도 사람의 귀로는 전파를 들을  수없다.

음질이라 하는것은 일반적으로 "주파수 스펙트럼과 그 시간적 변화의상태" 로 정하여 진다.

순음 (pure tone)
오직 한개의 주파수만 갖는 진폭이 일정한 소리로서 한개의 선 스펙트럼으로 표시되며 그 파형은 정현파 이다.
 (오디오 제네레이터에서 나는 사인파형으로 간주 하면 되겠죠?)

복합음 (Complex Sound)
주파수가 다른 여러기의 순음들로 합하여진 소리로 많은 선 스펙트럼으로 나타 나는데 이때 제일 낮은 주파수 성분의 기음 주파수를 기본 주파수라 하고 이 보다 높은 주파수를 상은(over tone) 이라고 한다. 때때로 잡음(원하지 않는 음) 이 합쳐진 것을 복합음이라고 하며 이경우는 상음은 잡음을 포함 또는 동반하였다고 한다.

상음 성분의 주파수가 기본주파수의 정수배인 복합은은 단음(single tone)이라고 한다.

단음을 몇개 합한 복합음을 복음(multi tone)이라고 하는데  이 때 기음의 주파수가 간단한 정수비로 된 단음을 합친것은 각각의 배음 중의  몇개는 주파수가 일치 하여 쾌감을 주기 때문에 협화음(harmony)라고 하며 그렇지 않은 것을 불협화음이라고 한다.


복합음의 파형은 순음의 파형보다 복잡하지만 주기적으로 안정된 파형이 반복되는 소리이다. 예를 들어 음성 과 악기 소리는 순음의 성질과 비슷하며 이 것을 주기적 파형을 가진 복합음이라고 한다.

이러한 복합음은 수학적으로 해석이 가능한데 푸리에 해석법으로 한다. 이 방법을 이용하여 반대로는 이런음을 만들어 낼수도 있는데 이를 이용한 악기가 전자악기의 대표격인 신디사이저입니다. 또 라디오에도 신디사이저 가 이용되기도 하지요!

잡음은 일반 적으로 원하지 않는 음을 모두 잡음이라고 는 하나 공학적으로 본다면 소리의 파형이 주기적으로 반복되지 않고 (규칙성이 없다) 그 변화가 불규칙적인 소리를 일반적으로 비주기적 파형을 가진 복합음을 잡음이라고 한다. 물리학적측면에서는 이질적인 주파수 성분들이 많이 포함되어있고 서로 조화가 되지 않는 것을 잡음이라고 한다.

소음과 잡음은 또 다르게 구분한다. 소음은 잡음 중에서도 시간에 비례하는 잡음을 말하는 데 이러한 것들로는 기계음(기계진동) 총소리 충격음 등이 있다.

잡음중에서 스펙트럼이 연속되고 그 평균 진폭이 넓은 주파수 범위에서 동일한 것은 백색잡음(White noise) 이라고 한다. 이러한 것의 대표적인 것으로 는 진공관의 잡음 과 전기 저항체의 열잡음이 이에 해당한다.

첨부된 그림은 여러가 지의 소리 들의 주파수 스펙트럼이니 참고 하시기 바랍니다.