소리의 표현 방법

소리를 표시하는 방법에 대해 알아봅시다.

1) 사인파의 속성

복합파 사인파의 합성으로 기술할 수 있다.

시간의 경과에 따른 입자의 진동이나 압력의 변화를 기록하면 거의 동일한 모양이 주기적으로 반복

단순 주기파 = 사인파

주기 운동에서 하나의 사이클을 완성하는 데 걸리는 시간을 주기(라 함 (T)

원점으로부터 최대 변위의 폭을 진폭(Amplitude) 이라 합니다. (A)

시간차를 가진 두 사인파 : 원점 기준으로 얼마나 차이나느냐로 기술함

주기운동의 시작점이 원점으로부터 벗어난 정도를 위상(phase)이라 함

2) 주기(period)와 주파수(frequency)

주파수 : 1초 동안에 완성되는 사이클의 수

주파수의 단위는 cps(cycles per second)로, 흔히 Hz가 사용

f = 1/T 주파수는 주기의 역수

T = 1/f

서로 역수관계

Q) 어떤 파가 8 ms에 하나의 사이클이 완성된다면 주파수는 얼마일까?

주기가 8 ms 이므로 1/0.008 sec = 125 cps = 125Hz이다.

주파수에는 초(sec)가 들어가는 것에 주의해야함

Q) 다음으로 어떤 파의 주파수가 200Hz라면 이 파의 주기는 얼마인가?

1/200 Hz = 0.005 sec = 5 ms 이다.

Q) 주파수는 초당 사이클의 수를 나타내며 그 단위는 Hz이다. Hz는 초당 사이클의 수가 아니더라

도 초당 빈도수를 나타내는데 사용된다. 예를 들면 영화의 초당 프레임 수를 24 Hz, 30 Hz 등으로 나타낸다.

보름달의 출현 빈도를 Hz로 나타낸다면? (주기를 30일로 가정)

보름달의 주기를 초로 나타내면 (30일 * 24시간 * 3600초) = 2,592,000초 이다.

따라서 주파수는 1/2,592,000 Hz 이다.

3) 진폭, 주파수, 위상의 변화에 따른 파형의 변이

진폭 : 소리의 크기와 관련이 있음

주파수 : 소리의 높이와 관련이 있음

위상 : 소리의 청취에 별다른 영향을 미치지 않지만 튀는 소리의 정도 차이

4) 주파수(frequency)와 파장(wavelength)

파장 : 파동이 한 사이클동안 이동하는 거리

속력 : 어떤 파가 1초동안 이동하는 거리

공기 중에서 소리의 속도

v = 331.3 + 0.6t (m/s)

t : 섭씨 온도

ex) 온도가 31도일 경우 소리의 속도는 약 350 m/s

소리의 속도와 주파수 및 파장의 관계

v = f λ

f : 주파수

λ : 파장

λ = v / f

대기 온도가 영하 2도일 경우 주파수가 440Hz인 소리의 파장은?

영하 2도에서 소리의 속도는 약 330m/s이다.

이 경우 주파수가 440Hz인 소리의 파장은 330m/s / 440Hz = 0.75 m/s이다.

Q1. 기류의 변화에 의해 소리가 나는 것 : 사이렌

Q2. 단순주기파 : 사인파

Q3. 주파수의 역수 : 주기