4. 음압 (2)
# 본 글은 제가 공부를 하기 위해서 쓰는 글입니다. 만약에 틀린 부분이 있으면 지적해주시면 감사하겠습니다.
# 정확한 정보는 소중하니까요.
# 종종 있는 취소선은 제 개인적인 의견으로 제가 이해하기 쉽게끔 추가적인 글을 써놓은 것입니다. 무시하셔도 됩니다.
# (괄호) 속에 있는것도 제 개인적인 의견으로 제가 생각한 추가적인 의견입니다. 무시하셔도 됩니다.
# 굵은 글자는 제가 생각하기에 중요하다고 생각한 부분입니다. (아니라고 생각하면 무시하셔도 됩니다.)
그럼 시작합니다.
1.1 공식
- Lt = 10 log ( 10^(L1/10) + 10^(L2/10) ) [dB]
- L1,L2는 각각의 음압레벨
- 예를들어 장구 하나의 음압레벨이 60 dB이라고 할때, 장구 2개의 음압 레벨은 몇인가? 에대한 답을 구하기 위해 공식을 사용
- Lt = 10 log ( 10^(60/10) + 10^(60/10) ) 는 약 63정도 된다. 즉 63 dB이다.
- 동일한 레벨의 음원이 2개로 증가할때는 데시벨이 3이 증가한다. 즉 63 dB가 된다.
- 위와 같이 동일한게 두 음원이 두개가 있는데 데시벨이 120이 되지 않는 것을 유의해야된다.
- 매우 신기
1.1.1 음원간 상관이 없는 경우
- 음원의 음압레벨 차이가 10 dB 이상이면, 사실상 큰 음압레벨이 합의 레벨과 같다.
- 이상적으로 10이고 현실적으로는 20 dB 이상이여야 바람직하다.
1.1.2. 음원간 상관이 있는 경우
- 완전히 동일한 음원이 출력되는 경우는 약간 공식이 다르다.
- Lt = 20 log ( 10^(L1/20) + 10^(L2/20) ) [dB]
- 위와같이 10이 아니라 20으로 공식이 변화한다.
- 예를들어 50 dB의 음악이 나오고있는 스피커 1개를 동일한 음악이 나오는 스피커 하나를 더 추가했을때
- 3 dB이 증가하는게 아닌 6 dB이 증가한다.
- 위의 장구 예시는 왜 아닌가? -> 정말로 음압이 같아야한다. 모든 연주자가 한치의 오차도 없이 완벽하게 동일하게 내야되는데 사실상 불가능하다.
2. 사운드 레벨 미터
- 음압 레벨 측정은 사운드 레벨미터를 사용
- A, C보정회로등이 있다.
- 대개 A와 C 측정 결과 간에는 9~10dB의 차이가 발생한다.
2.1 A특정
- 측정값은 dB(A)로 표기
- 지각하는 레벨, 청취특성등이 있다.
2.2 C특성
- 측정값은 db(C)로 표기
- 균일한 특성을 측정한다.
3. 일상 생활에서의 음압 레벨
- 대면 회화의 경우는 평균 65 dB로 말한다.
- 회의같은 조용한 환경에서는 70 dB면 충분히 인지가 가능하다.
- 음악의 청취를 위한 데시벨로는 90 dB(A) 가 가장 적절한데, 음원의 종류에 따라 달라지긴 한다.
- 레벨이 낮으면 저음 및 고음이 들리지 않으며, 섬세한 소리도 들리지 않는다.
- 개인취향을 탄다
- 음압레벨과 느낌의 대한 표를 보면 다음과 같다.
음압레벨 dB(A) |
느낌 |
120 |
불쾌하다 |
110 |
아주크고 통증이 시작된다 |
100 |
상당히 크다 |
90 |
음악의 적절한 청취 |
80 |
음악의 적절한 청취 |
70 |
음성의 적절한 청취 |
60 |
평균 대화에서의 레벨 |
30 |
조용한 실내 |
0 |
최저 가청 한계 |
4. 파형과 주파수
- 소리의 진동에는 반복 패턴이 존재
- 소리의 고저는 진동의 반복 횟수에 따라 결정
- 1초에 1번 진동하면 1Hz(헤르쯔)라고 한다.
4.1 주파수
- 소리의 높이는 1초당 반복 횟수로 결정 -> 주파수 라고한다.
- 단위는 Hz(헤르쯔)
- 음파가 1회 진동하는데 걸리는 시간은 주기(period), 반복 간격의 길이를 파장(wavelength)라고 한다.
4.1.1 파장과 주파수 그리고 음속의 관계
- 파장 = 음속/주파수
- 주파수 = 음속/파장
위와 같은 공식으로 구할 수 있다.
4.2 파형
- 악기, 사람의 목소리같은 모든소리는 각각 고유의 특색이 있다.
- 이러한 특색은 진동의 파형으로부터 오는 것이다.
- 파형이 다르면 음색이 다르게 들린다.
- 음색은 영어로 timbre 인데 템버라고 읽는다.
5. 음의 높낮이
5.1 고음과 저음
- 주파수가 높으면 고음이고 낮으면 저음이다.
- 즉 파장이 길면 저음, 파장이 짧으면 고음이다.
5.2 가청 주파수
- 인간이 들을 수 있는 주파수 범위
- 20~20,000Hz 사이를 일반적으로 말한다.
- 20Hz이하를 초저주파음이라고 하고, 20,000 Hz이상을 초음파라고 하는데 이 소리는 들리지 않는다.
- 100Hz이하를 저음, 100~1,000 Hz를 중음, 1,000 Hz 이상은 고음으로 분류
- 귀의 청취감도는 주파수에 따라 크게 다르다.
- 4KHz 부근에서 청취감도가 가장좋다.
- 음압 레벨이 높아지면 청취 감도가 평탄한데,
- 낮아질수록 고음과 저음 감도가 떨어진다 -> (작은소리는 고음과 저음이 안들린다)
5.3 옥타브 (Octave)
- 옥타브란? 주파수의 비가 1:2가 되는 것을 말한다.
- 1옥타브 위는 주파수가 2배이다
- 1옥타브 아래는 주파수가 1/2배이다.
- 1/3 옥타브 대역 폭은 1 : 1.26배다.
5.4 센트
- 12 평균율의 반음을 100센트라고 한다.
- 1옥타브는 1200 센트이며, 반음 주파수 비는 1.059정도 된다.
3. 음압 (1)
# 본 글은 제가 공부를 하기 위해서 쓰는 글입니다. 만약에 틀린 부분이 있으면 지적해주시면 감사하겠습니다.
# 정확한 정보는 소중하니까요.
# 종종 있는 취소선은 제 개인적인 의견으로 제가 이해하기 쉽게끔 추가적인 글을 써놓은 것입니다. 무시하셔도 됩니다.
# (괄호) 속에 있는것도 제 개인적인 의견으로 제가 생각한 추가적인 의견입니다. 무시하셔도 됩니다.
# 굵은 글자는 제가 생각하기에 중요하다고 생각한 부분입니다. (아니라고 생각하면 무시하셔도 됩니다.)
그럼 시작합니다.
- 대기압의 압력 변화이며, 소리의 물리적인 크기를 나타냄.
- 압력이므로 단위는 파스칼(Pa)을 사용
1.1 파스칼
- 1 Pa는 1N의 힘이 1m^2이 가해진 상태
- 1기압 = 1,000hPa = 100,000Pa
- 1hPa는 100Pa이다.
- 우리 주위의 소리를 보면, 아주 작은 소리는 1/ 10,000 Pa이하를 말하고 아주 큰 소리가 1Pa이다.
- 10Pa가 넘으면 귀가 아픔
1.2 음의 세기
- 음의 진행 방양에 직각이고, 단위면적을 단위시간에 통과하는 음의 에너지 양을 파워로 나타낸 것.
- I = p^2 / dc [W/m^2] (아 쓰기 힘들다.. 대충 알아보자)
- p : 음향의 실효치
- d : 매질의 밀도
- c : 음속
- 매질의 밀도와 음속을 곱한것을 매질의 고유 음향 임피던스 라고한다.
1.3 음압 레벨
- SPL (Sound Pressure Level)
- SPL = 20 log ( p/p0 ) [dB]
- p0 : 기준음압
- 기준음압은 2*10^-4 µbar이다.
- 파스칼로 따지면 20 µPa이다.
- p : 음파의 순간음압
- 소리가 들리지 않는 수준을 기준레벨로 하고 0 dB이라고 한다.
- p0를 기준으로 그 이하의 소리는 못듣는다고 생각한다.
1.4 최소 가청 한계
- 20대 성인이 들을 수 있는 가장 작은소리 : 1kHz에서 20µPa 즉 1kHz에서 p0의 소리부터 들을 수 있다.
- 음압 레벨의 변화에 따른 소리크기 변화 그리고 그에 따른 지각 정도를 표로 나타내면 다음과 같다.
레벨 변화 |
파워 증가비 |
지각정도 |
1 dB |
1.26배 |
변화를 못느낌 |
3 dB |
2.00배 |
변화를 약간 느낌 |
6 dB |
4.00배 |
변화를 확실하게 느낌 |
10 dB |
10.00배 |
변화를 2배의 크기로 느낌 |
20 dB |
100.00배 |
변화를 4배 크기로 느낌 |
- 파워는 10배 늘어도 변화는 2배크기만 느낄수 있다.
1.5 음향 파워
- 음원으로부터 1초동안 발생하는 음파의 에너지
- 음향 파워 레벨(Sound Power Level)로 나타낼 수 있다.
- PWL = 10 log (W/W0) [dB]
- W : 측정하고자 하는 음향파워
- W0 : 기준 음향 파워 ( 10^-12 W)
2. 소리의 전달
# 본 글은 제가 공부를 하기 위해서 쓰는 글입니다. 만약에 틀린 부분이 있으면 지적해주시면 감사하겠습니다.
# 정확한 정보는 소중하니까요.
# 종종 있는 취소선은 제 개인적인 의견으로 제가 이해하기 쉽게끔 추가적인 글을 써놓은 것입니다. 무시하셔도 됩니다.
# (괄호) 속에 있는것도 제 개인적인 의견으로 제가 생각한 추가적인 의견입니다. 무시하셔도 됩니다.
# 굵은 글자는 제가 생각하기에 중요하다고 생각한 부분입니다. (아니라고 생각하면 무시하셔도 됩니다.)
그럼 시작합니다.
1. 소리
# 본 글은 제가 공부를 하기 위해서 쓰는 글입니다. 만약에 틀린 부분이 있으면 지적해주시면 감사하겠습니다.
# 정확한 정보는 소중하니까요.
# 종종 있는 취소선은 제 개인적인 의견으로 제가 이해하기 쉽게끔 추가적인 글을 써놓은 것입니다. 무시하셔도 됩니다.
# (괄호) 속에 있는것도 제 개인적인 의견으로 제가 생각한 추가적인 의견입니다. 무시하셔도 됩니다.
# 굵은 글자는 제가 생각하기에 중요하다고 생각한 부분입니다. (아니라고 생각하면 무시하셔도 됩니다.)
그럼 시작합니다.
1. 소리
소리에 대해서 말하기 전에 우선 파동에 대해서 알아야 합니다.
1.1 파동
- 어떤 물질이 생긴 진동이 옆으로 퍼져 나가는 현상
1.2 매질
- 파동이 전달되기 위한 매개체
- 제자리 운동만 한다. 즉 실제로는 이동하지 않는다. (위아래로 움직이는 것은 이동이라고 하지 않는가보다)
- 물결파 -> 물
- 소리 -> 공기, 액체, 고체
- 용수철 파동 -> 용수철
- 지진파 -> 땅
- 위와같은 파동과 매질의 매칭을 볼 수 있다.
1.3 종파와 횡파
- 파동은 종파와 횡파로 나눌 수 있다.
1.3.1 종파(Longitudinal wave)
- 종파 매질의 운동 방향과 파동의 진행방향이 동일한 파동을 말한다.
- 앞뒤로 움직인다.
- 소리는 종파에 해당된다.
- 다른 예시로는 지진파의 P파가 있다.
1.3.2 횡파(Transversal wave)
- 횡파는 매질의 운동방향과 파동의 진행방향이 수직인 파동을 말한다.
- 위아래로 움직인다.
- S자형을 그린다.
- 예를 들어 전파, 빛, 물결파 등이 있다.
1.4 음압
결론:
소리는 종파에 해당하며, 공기, 액체, 고체 등을 매질로 사용하는 한 종류의 파동이다.
