소리의 특성
맥놀이
맥놀이 현상은 두 소리 파형이 서로 다른 주파수를 가질 때 발생합니다. 이 현상은 두 주파수의 합과 차의 절반으로 나타나며, 즉 (f1 + f2) / 2와 (f1 - f2) / 2의 두 가지 주파수가 맥놀이 주파수로 나타납니다. 예를 들어, 하나의 소리가 440Hz의 주파수를 가지고 다른 소리가 444Hz의 주파수를 가질 때, 이들은 4Hz의 차이를 가지게 됩니다. 이 경우 맥놀이 주파수는 (440Hz + 444Hz) / 2 = 442Hz와 (444Hz - 440Hz) / 2 = 2Hz로 나타납니다. 이러한 현상은 듣는 사람에게 일종의 “진동” 또는 “파도”를 느끼게 하며, 음악에서도 종종 사용되어 특정 주파수를 강조하거나 음색을 변화시킬 때 활용됩니다.
콤 필터
두 개의 동일한 소리가 시간 차를 가질 때 주로 발생되는 빗살 모양 필터에 의한 캔슬링 현상
콤 필터 효과는 오디오 신호 처리에서 발생하는 음향 현상 중 하나로, 같은 신호의 시간 지연된 복사본이 원본 신호와 섞이면서 발생하는 특정 주파수에서의 증감 현상을 의미합니다. 이로 인해 주파수 응답 그래프가 이상한 모양의 빗살 무늬(Comb, 빗) 모양을 띠게 되는데서 유래된 이름입니다.
콤 필터 효과는 주로 다음과 같은 상황에서 발생합니다:
콤 필터 효과가 발생하면 특정 주파수 대역에서 음량이 크게 증폭되거나 감소되므로, 해당 주파수 대역의 음질이 이상하게 들릴 수 있습니다. 이는 음향 시스템 설계나 마이크 배치 등을 고려할 때 중요한 요소 중 하나입니다. 이러한 현상을 피하기 위해서는 다중 마이크의 간격을 조절하거나, 강조되는 주파수 대역을 조절하는 등의 방법을 사용하여 조치를 취할 수 있습니다.
회절
확산
도플러
헬름홀츠 공명
입구에 관의 형태를 하고 있고 내부 체적이 존재하는 구조물에서 발생하는 공진현상.
헬름홀츠 공명(Helmholtz Resonance)은 공기나 다른 유체가 닫힌 공간 내에서 특정 주파수로 진동하는 현상을 나타냅니다. 이것은 유체의 질량과 유체가 포함된 공간의 부피에 의해 결정됩니다.
헬름홀츠 공명은 일반적으로 어떤 유체가 닫힌 용기나 공간 내에 포함되어 있을 때 발생하며, 그 유체의 특정 주파수에서 진동하게 됩니다. 이러한 공명 현상은 유용하게 응용될 수 있으며, 예를 들어, 서로 다른 악기에서 나오는 음악 소리를 증폭하거나 특정 주파수의 소리를 강조하기 위한 음향 장치나 악기에서 사용됩니다.
간단한 예로, 헬름홀츠 공명은 바람관 악기인 피리나 오카리나의 원리로 작용하며, 이러한 악기는 특정한 부분에서 소리를 내고 해당 부분에서 헬름홀츠 공명이 발생하여 음향이 증폭됩니다.
따라서 헬름홀츠 공명은 유체 내부의 공간과 유체의 물성에 의해 결정되는 음향 현상으로, 음향학과 음향기술에서 중요한 개념 중 하나입니다.
간섭
소리의 간섭현상은 두 개 이상의 소리파가 만나서 서로 상호작용할 때 일어나는 현상입니다. 이 현상은 소리의 진폭이나 주파수가 서로 겹쳐질 때 발생하는데, 서로 다른 파동이 만나면 위상에 의해 강화되거나 상쇄되는 효과를 나타내며, 이것이 소리의 크기나 품질을 변화시킵니다.
동일한 매체에서 존재하는 두 이동 파동은 서로 간섭합니다. 그들의 진폭이 추가되면 간섭은 건설적 간섭이라고 하고, 그들이 “위상이 상반되는” 경우에는 파괴적 간섭이라고 합니다. 파괴적 및 건설적 간섭의 패턴은 강당 음향에서 “데드 스팟”과 “라이브 스팟”으로 이어질 수 있습니다.
입사파와 반사파의 간섭은 공명 고정파 생성에 중요합니다.
간섭은 두 주파수 사이에서 “맥놀이“를 생성하여 서로 간섭하는 사운드에서 광범위한 결과를 가져옵니다.
반사
소리의 반사 현상은 소리 파동이 특정 표면에 부딪혀 돌아오는 현상을 말합니다. 이는 소리 파동이 장애물이나 벽 등을 만나면 일어나며, 반사된 소리는 듣는 사람에게 원래 소리와 함께 도달합니다. 이러한 반사 현상은 음향의 반향이나 공간의 특성을 이해하는 데 중요한 역할을 합니다.
소리의 반사는 “입사각과 반사각이 같다”는 법칙을 따릅니다. 때로는 반사의 법칙이라고도 합니다. 빛과 다른 파동, 그리고 당구공이 탁자의 뱅크에서 튀는 것과 같은 현상에서도 동일한 행동이 관찰됩니다. 반사된 파동은 입사된 파동과 간섭하여, 건설적 및 파괴적 간섭의 패턴을 생성할 수 있습니다. 이는 방안에서 스탠딩 웨이브라고 불리는 공명을 유발할 수 있습니다. 이는 단단한 표면 근처의 소리 강도가 증가한다는 것을 의미합니다. 왜냐하면 반사된 파동이 입사된 파동에 추가되어 표면 근처의 얇은 “Pressure Zone”에서 압력 진폭이 두 배로 증가하기 때문입니다. 이는 PZM 마이크에서 감도를 높이는 데 사용됩니다. 압력이 두 배로 증가하면 마이크로폰이 수음하는 신호가 6dB이 증가합니다. 스트링 진동 현상과 관 공명 현상에서의 반사는 해당 시스템에서 공명 스탠딩 웨이브를 생성하는 데 중요합니다.
