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소리의 전달과 소음에 관한 과학 상식

by 심플심플리 2024. 2. 5.
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소리는 대부분 기체를 통해서 전달된다. 공기를 진동시키고 이 진동이 다시 이웃한 공기를 진동시켜 사방으로 퍼져 나가며, 귀에서 이 공기의 진동을 느끼게 되어 소리를 듣게 된다. 소음은 사람의 기분을 나쁘게 하거나 건강을 해칠 정도의 시끄러운 소리를 말한다.

 

소리의-전달
소리의-전달(이미지출처:pexels.com)

 

 

1. 소리의 전달과 빠르기

 

소리는 고체, 액체, 기체 상태의 매질을 통해 전달되지만, 대부분 기체를 통해 전달된다. 기체에서는 물체의 진동이 매질인 공기를 진동시키고 이 진동이 다시 이웃한 공기를 진동시켜 사방으로 퍼져 나가며, 귀에서 이 공기의 진동을 느끼게 되어 소리를 듣게 된다.

소리는 매질을 통해 전달되므로 소리의 속력은 매질에 따라 다르다. 소리의 속력은 고체, 액체, 기체 순이며, 기체와 액체보다 고체에서 빠르다. 그 까닭은 고체 내의 분자들이 기체 내의 분자들보다 더 가까워 진동이 빠르게 일어나기 때문이다. 또한 같은 매질에서도 기체에서는 온도가 높을수록 소리의 속력이 빠르고, 같은 온도에서는 기체 분자가 가벼울수록 빠르다.

 

 

2. 과거부터 현재까지 소리의 전달

소리는 가장 편리한 정보 전달 수단이지만 도달 거리가 짧다. 옛날부터 사람들은 소리를 멀리까지 전달하기 위해 북이나 종 등을 사용하였다. 문명이 발달하면서 소리를 전달하는 통신의 중요성이 커져 전화기가 발명되었다. 초기의 자석식 전화기는 우리가 말을 하면 송화기에서 코일이 연결된 진동판을 진동시켜 유도 전류가 흐르게 되고, 이 전류가 수화기에서 다시 소리로 재생되는 원리였다.

이처럼 자석식 전화기는 전화선을 따라 상대에게 보내는 것이었기 때문에 먼 거리까지 통신할 수 없었다. 그 후 전기 신호를 선 대신 전파를 사용하여 소리를 멀리까지 전달하게 되었다. 현재 전화기는 무선 신호를 통해 음성뿐만 아니라 영상까지 전달되는 형태로 발달하였다.

 

 

3. 소리의 반사

한 매질에서 다른 매질로 소리가 진행할 때, 두 매질의 경계면에서 소리 일부는 처음 매질로 되돌아오고, 일부는 진행하는 방향이 꺾여서 다른 매질 속으로 진행하고 일부는 흡수되기도 한다. 이때 원래의 매질 속을 되돌아오는 현상을 소리의 반사라고 한다.

 

 

4. 일상생활에서 소리가 반사되는 예

실내에서는 열린 공간과는 다르게 벽, 천장, 마루 등의 반사 요소가 많이 있다. 그 요소들에 의해 반사되는 소리를 반사음이라고 한다. 소리는 콘크리트로 지은 건물의 벽처럼 단단하고 평평한 곳에 부딪치면 일부는 벽을 지나가거나 흡수되지만, 대부분 소리는 반사되어 돌아온다. 학교 강당에서 입학식을 하거나 학예회를 할 때 직접 들리는 소리와 벽에서 반사되는 소리를 동시에 들을 수 있는 것도 이 때문이다.

 

 

5. 소음

소음은 사람의 기분을 좋지 않게 만들거나 건강을 해칠 수 있는 시끄러운 소리를 말한다. 소음은 파형이 불규칙하고 반복되지 않는다. 소음의 예로는 불쾌한 소리나 음성, 다른 소리가 전달되는 것을 막는 지나치게 큰 소리, 사람들의 쾌적한 생활환경을 방해하는 소리 등이 있다.

 

 

6. 소음의 크기

소리의 크기는 데시벨(dB)로 나타낸다. 데시벨(dB)은 인간이 들을 수 있는 소리의 세기를 기준으로 만든 단위이다. 소리가 10 dB씩 커지면 소리는 10배씩 커진다. 예를 들면, 40 dB에 비해 50 dB 은 그 크기가 10배 크다. 60 dB은 40 dB보다 소리의 크기가 100배 더 크다.

일반적으로 일상생활 속 사람들이 나누는 대화는 약 60 dB, 지하철 안이나 기계가 돌아가고 있는 시끄러운 공장의 소리는 80 ~ 90 dB 정도이다. 보통 소리의 크기가 85 dB을 넘어가면 불쾌감이 생기기 시작하고 130 dB이상이 되면 귀에 통증이 오며, 심하면 고막이 파열되기도 한다.

일반적으로 50 dB 이상의 소리를 소음으로 간주한다. 하지만 낮과 밤의 차이, 주거 지역과 상업 지역과 같이 장소에 따라 소음 기준은 달라지며 개인의 심리 상태에 따라서도 달라질 수 있다.

 

 

7. 소음 예방 및 관리 방안

소음을 방지하여 소음이 줄어드는 환경을 조성하기 위한 방법으로, 소음이 발생하는 발생원의 제거, 정부 당국의 행정적인 조치, 건물을 지을 때 건축 계획의 일환으로서의 방법, 주택이나 일반 건물에서의 차음 대책 등의 네 가지 측면으로 구분한다.

소음이 발생하는 발생원을 제거하려면 소음을 일으키는 사람들이 소음 피해의 심각성을 깨닫고 적극적으로 소음을 예방할 수 있도록 해야 한다.

정부 당국은 행정적인 조치로 국가 소음 정보 시스템을 구축하여 각종 소음 측정망 관리의 통합 서비스를 하고 있으며, 공동 주택에서 층간 소음으로 일어나는 이웃 간 분쟁을 중재하는 층간 소음 이웃 사이 센터를 운영하고 있다.

건물을 계획하고 건축하는 단계에서는 기계실을 분리하거나 흡음 및 차음 등의 소음 예방 장비를 설치한다. 그릭 도로변에 건물이 위치하면 방음벽을 설치하여 생활공간으로 소음이 유입되는 것을 차단한다.

주택이나 일반 건물에서의 차음 대책은 외부와 내부가 연결된 개폐부로부터 전해지는 소음을 차단하는 것이다. 덕트, 창문 등의 틈을 최소로 줄이고, 문에서 나는 소리를 줄이기 위해 문틀에 고무 패킹을 접착하고 흡음 효과가 큰 카펫이나 커튼 등과 같은 내장재를 설치한다.

 

 

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