d라이브러리

전화 목소리만 듣고도 누가 전화했는지 알 수 있다.그러나 비슷한 목소리 때문에 실수하는 경우도 있다.또 피아노의'솔'과 바이올린의 '솔'음은 확연히 구분된다.악기에 따라 소리의 색이 다르기 때문이다.이런 차이를 컴퓨터를 이용해 분석해보자.

악기마다 소리가 다른 이유

왜그럴까?

소리는 물체의 진동이 공기 등의 매질을 통해 전달되는 파동이다. 소리는 세가지 요소에 의해 그 특성이 나타난다. 높낮이, 크기, 음색이 그것이다. 이중 소리의 높낮이는 진동수(주파수)에 의해 결정되는데, 기본음 도의 진동수는 5백28Hz이고, 이보다 1옥타브 높은 도는 2배인 1천56Hz이다.
사람 귀가 듣는 소리의 크기는 청각의 구조적인 문제와 소리의 세기가 관련돼 있다. 그러나 청각의 구조적인 문제는 너무 복잡해 단순히 소리의 세기만을 말하는 경우가 많다. 소리의 세기는 소리가 진행하는 방향에 수직한 단위면적을 초당 지나가는 에너지로 정의된다. 이는 소리의 진동수와 진폭의 제곱에 비례한다. 그 단위는 데시벨(dB)로 표현되는데, 소리의 세기가 10배 증가할 때마다 10dB씩 증가한다.
소리 구성 요소 중 소리의 색깔을 나타내는 음색은 여러 악기의 경우에서 보듯이 파형에 따라 달라진다. 이 실험에서 다양한 악기의 ‘솔’ 음은 악기 종류에 관계없이 기본 진동수가 거의 같음을 확인할 수 있다.
그러나 각 악기의 주파수를 분석해보면 기본 진동수와 그 정수배에 해당하는 진동수가 악기마다 다른 비율로 구성돼 있음을 알 수 있다. 이것이 바로 같은 음에 대해 악기마다 사람의 목소리마다 다르게 들리는 이유다.
(자세한 내용은 과학동아 2000년 9월호‘피아노 도와 바이올린 도가 다르게 들리는 이유’ 참조)