소리는 어떻게 만들어지며 인간이 귀로 들을 수 있는 영역은 어떻게 되나 ?

소리는 공기의 압력 변화로 생긴 진동이 물질을 통해 세로 방향으로 전달되는 압력파이다. 소리는 주파수, 파장, 속도, 크기 등 파동의 전통적 특징을 모두 가지고 있다. 하지만 무선전파나 마이크로파, 가시광선 같은 전자기파와 달리 소리는 소리는 진공을 통과할 수 없다. 소리가 이동하기 위해서는 기체든, 액체든, 고체든 매체가 되는 물질, 즉 매질이 필요하다

 

소리는 물체의 진동으로 발생한다. 물체가 진동하면 주변 입자들이 움직이고 그 입자의 주변입자들도 덩달아 움직이게 된다. 그래서 진동이 일어날 때마다 압축과 이완의 연쇄반응이 시작된다. 압력파는 처음 발생한 진동과 평행하게 직선으로 움직인다. 움츠렸다가 늘어나는 용수철 장난감과 같이 운동한다. 이와 같은 진행방향을 갖는 파동을 종파라 한다. 1초동안 진동한 횟수를 주파수라 하고, 파동이 가장 높은 부분과 가장 낮은 부분 사이의 거리를 파장이라고 한다. 주파수가 높은 소리일수록 음높이가 높고, 주파수가 낮을수록 음높이가 낮게 느껴진다. 일반적 주파수의 단위는 헤르츠(Hz)이다. 1헤르츠는 1초에 진동이 1회 일어난 것을 뜻한다. 인간의 귀로 들을 수 있는 소리의 주파수는 대략 20Hz - 2만 Hz 범위이다. 개는 최대 4만5천 Hz까지 들을 수 있고 돌고래는 20만 Hz까지 들을 수 있다. 반면 코끼리의 귀는 낮은 주파수에 맞추어져서 5Hz까지 낮은 소리를 들을 수 있다

 

음파의 속도는 단위 시간 동안 주어진 방향으로 움직인 거리를 나타낸다. 소리의 속도는 소리가 통과하는 매질에 따라 상당히 다르다. 일반적으로 고체 입자들은 액체나 기체 입자들보다 더 강한 상호작용을 하므로 음파가 더 빨리 이동할 수 있게 한다. 그래서 기차가 오는지 확인하기 위해 사람들이 선로에 귀를 갖다 대는 것이다. 기차의 진동은 공기중을 통과할 때보다 금속 선로를 통과할 때 더 빨리 전달된다.

 

소리의 진폭은 소리를 만들어내는 압력의 양이다. 처음 진동이 일어날 때 더 많은 에너지가 투입될수록 진폭이 더 크다. 우리는 진폭을 소리 크기로 지각한다. 소리가 먼거리를 이동할 때 진폭이 소실되어 점점 소리가 희미해지고 결국에는 소리가 안 들리게 된다. 나이들수록 진폭을 감지하는 인간의 능력이 쇠퇴하여 노인들이 보청기가 필요하게 된다