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▶ 소리의 발생과 전파 |
소리는 어떻게 만들어질까요? 소리를 만드는 방법에는 줄을 튕기거나, 두드리는 등의 방법이 있습니다. 소리가 만들어질 때 어떤 일이 일어나는지 먼저 관찰해봅시다.
소리를 내고 있는 물체의 공통점은 '떨고' 있다는 것입니다. 즉, 진동을 합니다. 진동은 시계주가 오락가락 하듯이 중심이 되는 위치를 중심으로 왕복하는 것을 말합니다.
위의 동영상에서 소리를 내고 있는 북의 진동은 위에 놓인 모래를 진동하게 합니다. 그리고 소리를 내고 있는 소리굽쇠를 물에 넣으면 소리굽쇠의 진동이 물을 진동하게 합니다.
소리는 소리를 내는 물체로부터 우리의 귀로 전달됩니다. 소리는 어떻게 전달될까요? 이 질문에 힌트를 줄 동영상을 먼저 관찰합니다.
위의 동영상에서 소리를 내고 있는 주전자 바닥과 좁쌀, 그리고 오디오와 촛불 사이에는 공기가 있습니다. 소리를 내는 물체의 진동은 공기를 진동시킵니다. 첫번째 동영상에서 소리를 내는 소리굽쇠를 물에 담갔을 때 물이 진동한 것처럼. 그러면 공기의 진동이 우리 귀의 막을 진동시키고, 그것을 우리는 소리로 알아차리는 것입니다.
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기타줄의 진동 -> 공기의 진동 |
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징의 진동 -> 공기의 진동 |
기타 줄, 북. 징, 소리굽쇠 등은 모두 그것들의 진동 방향으로 공기를 밀었다 당겼다 합니다. 따라서 이때의 공기의 움직임은 스프링을 앞뒤로 진동시켜 종파를 만드는 과정과 비슷합니다.
공기는 빈 공간에 공이라고 생각할 수 있는 기체 입자들이 둥둥 떠있는 것입니다. 이 공기를 밀었다 당겼다 하면 다음과 같은 일이 일어납니다.
공기 입자들이 조밀하게 모인 부분(밀한 곳)과 듬성듬성하게 모인 곳(소한 곳)이 번갈아 나타나지요.
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밀한 곳
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소한 곳
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밀한 곳
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소한 곳
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밀한 곳
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소한 곳
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밀한 곳 |
(* 이미지 출처: https://waitbutwhy.com/2016/03/sound.html)
소리가 없을 때의 공기의 밀한 정도를 기준으로(0이라고 하면) 공기의 밀한 정도를 y축에 나타내어 다시 그리면 아래 그림과 같습니다.
(* 이미지 출처: https://waitbutwhy.com/2016/03/sound.html)
횡파에서와 마찬가지로 소리파에서도 가장 밀한곳~가장 밀한곳, 또는 가장 소한곳~가장 소한곳 사이의 길이를 파장이라고 합니다. 그리고 가장 밀한 곳의 공기의 밀한 정도와 소리가 없을 때의 공기의 밀한 정도의 차이를 진폭이라고 합니다.
정리하면 소리는 진동에 의해 생겨나고, 공기를 밀었다 당겼다 하면서 전파됩니다. 소리파는 진동방향과 나아가는 방향이 같은 "종파" 입니다.
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