[2015년 1월] 가청 주파수의 한계에 대하여와, 이러한 진동들이 음악적으로는 어떻게 적용 될 수 있는지?

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지난 시간에는 소리의 3요소 중 음정에 관한 공부를 시작하였다. 지난 시간 배운 내용을 다시 복습해 보자면 아래 그림에서 보는 대로 시간당 많이 압축과 팽창을 반복하는 웨이브 폼(소리의 파형)이 높은 음정(Pitch)이 된다는 사실을 알 수 있다.
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소리의 높낮이는 헤르츠(Hz)로 표시되는데, 인간이 모든 대역을 들을 수 있는 것은 아니다.? 지난 시간에 잠시 라디오 주파수에 관하여 이야기하였지만 라디오 주파수도 소리의 높낮이를 표시하는 Hz 단위를 사용하지만 인간이 들을 수 있는 대역의 주파수는 아니다. 만약 라디오 주파수가 라디오를 통하지 않고 평상시에도 들린다면 가까운 정신과를 찾아가 봐야 할 것이다. 인간이 들을 수 있는 가청 주파수의 한계는 아래로는 20Hz에서 위로는 2만Hz에 이르는데 최고 높은 소리에 해당하는 2만Hz 부근은 귀를 상하지 않은 젊은 층들만 들을 수 있고 나이가 들어갈수록 1만 7천Hz 대역까지 들을 수 있어 주파수의 한계는 떨어지게 된다. 그래서 장난스럽게 등장하는 젊은이만 들을 수 있는 벨소리 어플들이 이 이론에 의해서 만들어 지고 있는 것이다.2

동물들은 우리의 듣는 능력 이상을 듣고 있는데 위 그림의 돌고래들은 우리의 가청 주파수 위의 대역을 사용하여 음파를 쏘아 돌아오는 음파를 감지하여 물속에서 빠르게 수영하면서도 다른 물체와 부딪치지 않고 다니며 먹이를 사냥한다. 바로 레이더의 원리이다. 또 우리의 애완견들도 2만Hz 이상을 듣는다. 그래서 강아지 들은 우리는 아무것도 없다고 생각하는데 그리도 달을 보고 짖는 듯하다. 뭔가 그들도 듣고 있으므로 무조건 강아지들을 때리지는 마시기를.
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반대로 우리의 가청주파수 아래로 듣는 동물도 있으니 위 사진 속 거대한 흰 수염 고래들은 제트기만큼 큰 소리로 우리의 가청 주파수 아래인 20Hz 이하로 이야기를 나눈다. 하지만 우리는 우리의 가청주파수 밖의 소리이므로 이 큰 소리를 들을 수 없다. 고로 고래와 대화가 되지 않는 것은 당연한 사실. 20Hz 이하가 들리지 않는 정상인임을 하나님께 감사할 일이 하나 더 있다. 바로 지구가 도는 소리. 지구는 지금도 엄청난 속도로 돌고 있으며 그로 인한 소음도 엄청 나다. 하지만 이 소음은 우리의 가청주파수 아래인 20Hz 이하이므로 우리는 지구가 도는 소리로 머리 아플 필요가 없다. 역시 이 소음으로 괴로워하고 있으시다면 가까운 이비인후과가 아닌 정신과를 방문해 보시기 바란다.
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주파수의 세계는 돌고래와 박쥐가 사용하는 레이더의 범위인 2만Hz 이상을 넘어 라디오, 무전기, TV, 핸드폰 등 고주파를 향하여 위쪽으로 쭉 뻗어 있다. 하지만 우리의 본론으로 돌아와서 우리가 음향적으로 관심을 가지며 들을 수 있는 주파수의 한계는 다시 강조하지만 20Hz~20,000Hz이다. 여기서 우리는 2만이라는 단위가 너무 크므로 앞으로 천 단위는 킬로를 뜻하는 K로 대신할 것이다. 그래서 20,000Hz는 20KHz(킬로헤르츠)라고 줄여서 표시한다.
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소리의 Hz를 주파수로만 살펴본다면 상당히 공학적이라는 사실을 앞에서 확인하였다. 그렇다면 음악적으로는 어떤 연관이 있는 것일까? 위의 표를 보면 각각의 음정과 음정에 해당하는 주파수가 표시되어 있는데 이것이 주파수와 음정과의 관계표이다. 우리가 가장 잘 이해하기 쉬운 예로는 기타를 튜닝하기 위해서 튜닝기를 구입하면 표준으로 사용하는 음정이 440Hz라는 것이다. 440Hz는 위의 표에서 찾아보면 A4로서 음정의 ‘라(A)’음에 해당하는 주파수인 것이다. 피아노 열쇠 구멍 앞의 C4는 대략 261Hz 정도이며 위의 표를 사용하면 모든 음정의 정확한 주파수를 알 수 있다. 음정을 옥타브로 높이기 위해서는 음정을 두 배로 올리면 되고 예를 들어 440, A4의 한 옥타브 높은 소리는 880, A5, 두 옥타브 높은 소리는 1760, A6가 된다. 자세한 음정간의 거리나 평균율 음정이 만들어지는 법은 기회가 있을 때 다시 한 번 공부해 보도록 하겠다.

다음 시간에는 소리의 3요소의 두 번째로 ‘음량(Amplitude)’ 에 관하여 알아보도록 하겠다.

 

GunsuKim김건수
버클리 음대에서 뮤직 프로덕션과 엔지니어링을, 뉴욕대학교에서 뮤직테크놀로지 전공으로 석사 과정을 마쳤으며 현재 한일장신대학교 음악학부 실용음악전공 전임교수로, 동아 방송예술대학교와 서울신학대학교에 출강하며 후진들을 양성하고 있다. 또한 한국 문화콘텐츠 진흥원 음악 스튜디오 (KOCCA)에 재직 중이다. 참여한 작업들로는 ‘최치우 다이나믹 재즈 쿼르테(국립극장 해오름극장)등의 음악감독으로 CCM사역자 김명식 ’사람을 살리는 노래‘ 등이 있다. 저서로는 『뮤지션을 위한 사운드 시스템 가이드북』(예솔, 2010), 『뮤지션을 위한 홈 레코딩 스튜디오 가이드북』(예솔, 2011)등이 있다.

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