음파 sound wave

음파는 어떤 물체 또는 물질의 진동수가 일정하게 균일하던 매질(공기 또는 물)에 국지적인 압력의 변화를 만들어 종파의 모양으로 인체의 고막을 진동시키는 것이다. 고막은 그러한 진동에 반응하여 뇌로 화학신호를 전달하여 소리를 감지한다.

 

줄이나 물체의 진동이 어떠한 한 방향으로 운동하고 있는 공기의 입자들을 흐트러놓으면 국지적으로 압력이 높은 곳과 낮은 곳이 발생한다. 이 때, 압력의 차이가 발생하는데, 공기의 입자은 고압에서 저압으로 이동하려는 성질에 의해 이동하며 퍼져가가게 된다.

 

 

이러한 과정에 의해 공기의 압력변화는 사람의 귀에 닿으면 고막판을 진동시킨다. 이 때, 줄이나 물체의 진동은 음파를 일으키는 음원을 될 수 있지만, 음파 자체가 될 수는 없다. 

 

인간이 감지할 수 있는 음파를 가청주파수라고 하며, 가청주파수는 약 20~20,000Hz이다. 즉, 20kHz로 파악하며 나이가 어릴수록, 가청주차수는 넓어진다. 주파수가 20Hz 이하의 음파는 초저주파, 20,000Hz 이상의 음파는 초음파 Ultra wave 라고 한다.

 

 

- 고른음 : 악기가 내는 소리 음 처럼 일정하게 정해진 높이의 감각을 주는 음.

 

- 마하파: 소리가 공기중에서 퍼져 나가는 속도보다 빠르게 진행하는 물체가 있다면, 그 물체가 지나간 자리에는 원뿔모양의 깨진 음파가 남게된다. 이 때 들리는 소리를 파열음이라고 한다.

 

- 음파망원경: 광학망원경이 빛을 이용하여 멀리 떨어진 곳의 물체를 관찰하는 것과 같은 원리로 소리를 이용한 망원경을 음파망원경이라고 한다. 음파렌즈를 이용해서 음파의 방향을 조절할 수 있다. 산업현장에서 고장난 기계를 골라내거나 넓은 지역에서 조난당한 사람을 찾아내거나 수중에서 어군을 찾아내는데 사용한다.

 

- 음향임피던스: 음파를 전달할 때, 그 파면에 평행인 면에서의 음압을 그 면을 통과하는 파동의 부피속도로 나눈 양이다. 일반적으로 복소수로 표현되며, 실수 부분은 음향저항, 허수 부분은 음향리액턴스라고 부르고, 단위는 음향옴을 사용한다. 한편, 음파가 평면파로 진행할 때는 단위넓이음향임피던스가 매질의 속도와 매질의 밀도의 곱으로 표현되며, 이 값은 물질에 따라 고유하다.