싱잉볼, 그 비밀은 무엇인가 - 2편

 

 

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소리란 무엇인가?

 

움직이는 모든 물리적 물체는 진동을 일으킨다. "소리"라는 용어는 일반적으로 기체, 액체 또는 고체와 같은 매질을 통해 전달되는 가청 압력파로 전파되는 진동에 적용된다. 인간의 생리학 및 심리학에서 소리는 청각 기관, 뼈, 피부가 전달하는 이러한 파동을 인식하는 것을 말한다.

 

주파수란 무엇인가?

 

일정한 간격으로 발생하는 모든 진동에는 고유한 "주파수(frequency)" 또는 "음의 높낮이(pitch)"가 있다. 주파수는 고정된 시간 단위 내에 운동 주기(cycle of motion)가 얼마나 자주 발생하는지 나타낸다. 주기적인 활동이 없는 진동에는 주파수가 없다. 주파수의 측정 단위는 헤르츠(Hz)이다. 1Hz는 초당 한 번의 전체 주기와 같다. 평균적인 성인은 20~20,000Hz 사이의 주파수로 소리를 들을 수 있다.

 

 

배음(overtones)과 화음(harmonies)란 무엇인가?

 

이제 소리의 매우 중요한 속성인 음색(timbre)에 대해 이야기해 보겠다. 목소리를 독특하게 만들거나 플루트 악기 소리를 경적 소리와 다르게 만드는 것은 소리의 특성, 즉 "팀브레(timbre음색)"이다. 음색은 소리의 구조이고 소리의 색, 거칢, 단단함, 밝음, 향신료 등이라고도 음색을 표현한다.

 

 

컬러텔레비전의 이미지처럼 빨간색, 녹색, 파란색으로 기본 색상으로 나눌 수 있으므로 순수한 음색을 제외한 모든 소리의 자연스러운 음색은 여러 주파수의 조합이다. 소리 부분음(partials)이라고 부르는 이 주파수 각각은 고유한 음정과 볼륨을 가지고 있다.

 

음색의 가장 강한 소리 부분음을 "기본음"이라고 한다. 기본 음조(tone)는 음색의 가장 낮은 음이다. 다른 부분음은 배음(overtones)이라고 한다 

 

배음은 항상 음정이 더 높고 일반적으로 기본 음에 대한 특정 비율로 나타난다. 일반적으로 귀로 개별적으로 선택하는 것은 거의 불가능하다. 배음의 주파수와 기본 (f)의 비율이 양의 정수 배수(fx2; fx3; fx4)와 같을 때, 우리는 이 배음을 "화음"이라는 용어로 부른다.

 

 

모든 목소리, 모든 악기, 그리고 거의 모든 자연음에는 일련의 고조파가 존재한다. 예를 들어, 현악기뿐만 아니라 인간의 목소리도 여러 정수(1xf, 2xf, 3xf에서 무한대까지)의 시리즈를 보여준다. 폐관-개관 기주(air column) 악기(디제리두, 호른, 클라리넷)는 홀수 고조파 1xf, 3xf, 5xf, 7xf 등만 있다. 개관 튜브(오르간 파이프, 플루트, 휘슬)의 음색은 모든 정수 배수 주파수 1xf, 2xf, 3xf, 4xf, 5xf 등으로 구성된다.

 

 

위 사진에서 보이는 것은 사람의 목소리 음색입니다. 100Hz의 기본 톤을 발성하고 있습니다. 여러 주파수 스파이크를 잘 살펴보세요. 가장 낮은 톤(기본 톤)은 100Hz, 다음 스파이크는 200Hz, 다음 스파이크는 300Hz, 400Hz 등이다.

 

현악기 중 하나를 같은 주파수인 100Hz로 조정했습니다 (작은 부정확성은 무시해 주세요). 보시다시피, 아래와 같이 오버톤(배음)의 비율은 목소리의 소리 부분 비율과 비슷하다; 2, 3, 4, 5 등 (200/100; 300/100; 400/100; 500/100).

 

 

이제 디제리두(아주 긴 피리같이 생긴, 오스트레일리아 원주민의 목관 악기) 악기를 살펴보자.

 

 

 

기본 톤은: 118.7Hz이다. 첫 번째 오버톤의 값은 355Hz로, 기본 톤의 주파수(작은 부정확성 무시)의 세 배입니다. 따라서 이를 세 번째 고조파라고 부를 수 있습니다. 두 번째 오버톤은 592.5Hz로 기본 톤보다 다섯 배 높다.