소리의 3요소
우리들 주위에는 강한 소리, 약한 소리, 높은 소리, 낮은 소리등 갖가지 소리가 있다. 또한 같은 소리라고 하더라도 소리의 세기와 높이, 그리고 맵시에 따라 들리는 느낌이 전혀 달라지므로, 우리는 이러한 소리를 들으면서 여러가지 다른 기분을 느끼게 된다.
이처럼 소리에는 세기(강약), 높이(고저), 맵시(음색)라고 하는 3가지 성질이 있는데, 이것을 가리켜 소리의 3요소라고 한다. 소리의 3요소는 발음체의 크기, 모양, 재료에 따라 여러 가지로 변한다.
1. 소리의 세기
1) 강한 소리와 약한 소리
북을 세게 두드리면 강한 소리가 나온다. 이것은 북의 가죽이 크게 진동하게 되면, 이에 따라 주위의 공기의 움직임도 커져서 큰 음파가 나오기 때문이다.
탁구공을 실에 달아 북가죽에 닿게 하고 반대쪽을 치면 탁구공이 튀어 나간다. 세게 치면 많이 튀어나가고, 약하게 치면 조금 튀어 나간다. 즉 소리가 클 때에는 많이 튀어나가고 소리가 작을때에는 조금 튀어 나간다.
이처럼 소리의 강약은 진폭의 크고 작음에 따라 결정된다. 진폭이 큰 음파는 강한 소리로 느끼게 되며, 진폭이 작은 음파는 약한 소리로 느끼게 된다.
음파는 사방으로 퍼져 나간다. 그렇기 때문에 멀리 갈수록 그 진폭이 작아져서 약하게 소리가 난다. 따라서 소리를 먼 곳까지 전달하려면 소리가 사방으로 퍼져서 약해지는 것을 막아야 한다. 메가폰이나 휴대용 마이크에 관을 길게 단 까닭은 소리가 퍼지지 않고 한 방향으로 가게 하기 위한 것이다. 그렇게 해야만 멀리서도 잘 들리기 때문이다.
2) 소리의 크기
소리의 세기가 같다 해도 진동수가 다른 소리는 우리의 귀에 같은 크기로 느껴지지 않는다. 강한 소리인가 약한 소리인가 하는 것은 그 소리가 가지고 있는 에너지의 크기에 따라 결정된다. 그러나 큰 소리인가 작은 소리인가 하는 것은 우리들이 귀로 느끼는 소리의 크기에 따라 정해진다.
2. 소리의 높낮이
1) 높은 소리와 낮은 소리
실로폰의 긴 건반을 때리면 낮은 소리가 나고, 짧은 건반을 때리면 높은 소리가 난다. 하모니카는 왼쪽이 낮은 소리이고, 오른쪽으로 갈수록 차츰 높은 소리가 난다.
이와 같이 높은 소리와 낮은 소리가 나오는 이유를 실헙으로 알아보면... 한 가닥의 줄(현)을 맨 다음, 그것을 움직여 줄의 길이를 바꾸어 가며 뚱겨 본다. 다음에는 줄을 팽팽하게 당길 수록 높은 소리가 나는 것을 알 수 있다. 또 가는 줄과 굵은 줄을 같은 세기로 팽팽하게 맨다음, 줄을 뚱겨 보면, 가는 줄이 굵은 줄보다 높은 음을 낸다는 것을 알 수 있다.
2) 소리의 고저와 진동수
높은 소리나 낮은 소리를 낼 때, 발음체가 어떤 모양으로 진동하는지에 대해서는 오래 전부터 연구되어서 그리스의 수학자이며 물리학자 였던 피타고라스는 높은 소리와 낮은 소리는 소리의 강약에 관계없이 발음체의 진동수에 따라서 달라진다는 것을 밝혀 냈다고 한다;;ㅋ
3) 진동수와 초음파
소리굽쇠를 치면 항상 같은 소리가 난다. 이처럼 어떤 발음체가 항상 같은 음을 내는 까닭은, 어떤 물체든 그 물체의 진동수가 정해져 있어서, 외부에서 힘을 가하면 항상 정해진 진동수로 소리를 내게 되기 때문이다. 이와 같이 어떤 물체가 가지고 있는 정해진 진동수를 고유 진동수라고 한다.
그러나 고유 진동수가 한 물체에 하나만 있는 것은 아니다. 기타의 줄을 뚱긴 후 자세히 들어 보면 여러 가지 높이의 소리가 섞여 있는 것을 알 수 있는데, 그 중 진동수가 가장 적은 것을 기본 진동이라고 한다.
음악에서 사용되는 악기의 진동수는 보통 80~1000Hz이며, 가수의 목소리도 그 진동수에 따라서 베이스, 바리톤, 테너, 알토, 메조소프라노, 소프라노 등으로 구분된다.
3. 소리의 맵시
1) 소리의 맵시와 파형
피아노 소리와 바이올린 소리는 같은 세기, 같은 높이의 소리라도 쉽게 구별이 된다. 또 사람의 목소리도 제각기 달라서 말소리를 들으면 그것이 누구의 목소리인지 쉽게 구별된다.
이와 같이 발음체에 따라 그 소리가 다르게 들리는 것은 소리마다 각기 특색이 있기 때문이다. 이러한 소리의 특색을 소리의 맵시라고 한다.
악기에서 나오는 소리는 그 파동의 모양이 사람의 음성이나 악기에 따라 제각기 다르다. 이와 같이 물결 모양으로 나타나는 파동의 형태를 파형이라고 하는데, 음색이 악기에 따라 다른 까닭은 이처럼 소리의 파형이 다르기 때문이다.
2) 순음
(요부분은 잘이해가 안가네요ㅜ)
소리굽쇠를 두드릴때 나는 소리의 파형을 보면 마루와 골이 규칙적이고 깨끗한 물결 모양의 파형을 관찰할 수 있다. 그리고 이러한 파형을 사인파고 한다.
그러나 우리가 일상 생활 속에서 들을 수 있는 여러 가지 소리는 거의 가 복잡한 파형을 가지고 있다. 이것은 대부분의 자연음이 진동수가 서로 다른 여러개의 사인파가 겹쳐진 복합음이기 때문이다.
이에비해 여러가지 소리가 섞이지 않고, 하나의 진동수를 가진 사인파로 이루어진 소리를 순음 또는 단순음 이라고 한다.
이 소리는 세 가지 순음으로 되어있다. 이 세가지 순음이 동시에 공기 속으로 나아가기 때문에 소리의 파형은 세개의 순음이 합쳐진 모양이 된다. 이처럼 여러가지 진동수의 소리가 섞여 하나의 독특한 소리를 형성하기 때문에 발음체에 따라 음색이 각기 다르게 된다.