The 3 Elements of Sound 소리의 3요소
높낮이·크기·음색으로 소리를 읽다
모든 소리는 주파수(음높이)·진폭(음량)·파형(음색) 세 가지로 설명됩니다. 세 슬라이더를 만지며 소리의 본질을 직관적으로 이해합니다.
소리를 정하는 세 가지
세상의 모든 소리는 딱 세 가지로 설명할 수 있어요.
- 높낮이 — 삐~(높은 소리) vs 우웅~(낮은 소리)
- 크기 — 큰 소리 vs 작은 소리
- 음색 — 같은 ‘도’라도 피아노와 바이올린이 다르게 들리는 그 느낌
직접 해보기
소리 켜기 후 세 컨트롤을 만져보세요. 음높이를 올리면 삐~ 높아지고, 음량을 올리면 커지고, 음색(파형) 버튼을 바꾸면 같은 높이라도 소리 느낌이 달라집니다.
소리의 3요소
소리는 공기의 진동(파동)입니다. 그 파동을 세 가지 물리량으로 기술합니다.
음색은 배음이 결정한다
사인파는 배음이 없어 맑고, 사각·톱니파는 배음(harmonics) 이 많아 풍부하고 거칩니다. 파형을 바꾸며 오른쪽 스펙트럼에 배음 막대가 늘어나는 것을 확인하세요.
푸리에: 모든 파형은 사인의 합
푸리에 정리에 따르면 임의의 주기 파형은 기음과 배음(정수배 주파수) 사인파의 합으로 분해됩니다.
- 사각파 = 홀수 배음의 합, 진폭 ∝ 1/n (n=1,3,5…)
- 톱니파 = 모든 정수 배음의 합, 진폭 ∝ 1/n
- 사인파 = 기음 하나 (배음 없음)
음색은 곧 배음의 분포 패턴입니다. 같은 주파수·진폭이라도 배음 구성이 다르면 다른 악기로 들립니다.
지각과 물리의 비선형성
음높이 지각은 주파수의 로그에 비례합니다(옥타브 = 2배 주파수). 음량 지각도 진폭의 로그(데시벨)에 가깝습니다. 그래서 220→440Hz와 440→880Hz가 같은 ‘한 옥타브’로 들립니다.
- → 음높이 슬라이더를 올렸다 내리며 삐~↔우웅~ 변화를 들어보세요
- → 음량 으로 크기를, 음색(파형) 버튼으로 소리 느낌 차이를 비교하세요
- → 파형을 Sine→Saw로 바꾸며 스펙트럼에 배음 막대가 줄지어 생기는 것을 확인
- → 같은 주파수라도 파형(음색)에 따라 스펙트럼 모양이 전혀 다름을 관찰
- → 사각파 스펙트럼에서 홀수 배음(3·5·7배) 만 나타나고 짝수가 비어있는지 확인
- → 주파수를 2배(예: 220→440Hz)로 올려 한 옥타브의 로그 관계를 체감
이해도 확인 퀴즈
0 / 21.소리의 "음높이"를 올리면 어떻게 들릴까요?
2.같은 "도"인데 피아노와 바이올린이 다르게 들리는 이유는?
이해도 확인 퀴즈
0 / 21.주파수(Frequency)가 결정하는 것은?
2.사인파에 비해 톱니파가 풍부하고 거칠게 들리는 이유는?
이해도 확인 퀴즈
0 / 21.푸리에 정리에 따르면 사각파는 무엇의 합일까요?
2.220Hz→440Hz와 440Hz→880Hz가 같은 "한 옥타브"로 들리는 이유는?