악기와 소리

악기와 소리

■ 악기와 소리 

플루트, 바이올린, 드럼…. 여러 가지의 다른 악기는 모양이 다른 만큼 전혀 다른 소리를 냅니다. 따라서 소리만 듣고 어떤 악기인지 맞히는 것은 크게 어렵지 않습니다. 소리는 물체의 진동에 의하여 생긴 음파가 공기나 물 같은 매질을 통해 전달되어 귀청을 울리어 귀에 들리는 것입니다.

여러 가지 악기들은 어떻게 해서 소리를 내는 것일까요? 기타의 줄을 튕기게 되면, 줄이 진동하게 됩니다. 이때 줄은 그 자체의 물리적 특성에 의해 결정되는 진동수에 따라 진동하게 되고, 이를 ‘고유 진동’이라 합니다. 이러한 고유 진동은 주위의 공기도 강제로 진동하게 하고, 그리고 이 공기의 강제 진동이 이동하여 우리의 귀에서 소리로 인지되는 것이지요. 즉, 악기의 고유 진동이 주변 공기를 강제 진동시키기 때문에 악기의 소리를 우리가 듣게 되는 것입니다.

악기들은 소리를 더 크고 정확하게 내기 위해 ‘울림통’이라는 것을 갖습니다. 북이나 드럼에서 가죽막 아래의 통과 같은 구조가 울림통이라고 할 수 있습니다. 이때 가죽막뿐만 아니라 울림통 자체도 고유 진동수를 갖게 됩니다. 현악기의 현이나 드럼의 가죽 막의 진동에 의한 강제 진동수가 울림통이 지닌 고유 진동수와 일치하면, 그 울림은 더욱 커지게 됩니다. 이러한 현상을 ‘공명(共鳴)’이라고 합니다. 즉, 닫힌 공간이라고 할 수 있는 울림통은 파동이 가장 잘 일어날 수 있는 고유 진동수를 갖고 있고, 외부에서 이 고유 진동수에 해당하는 진동을 가하면 그 공간 내에서 파동이 크게 살아나게 됩니다. 이러한 현상을 공명이라 하는 것입니다. 바이올린의 줄이 진동하는 소리 자체는 매우 작기 때문에 잘 들리지 않지만, 바이올린의 울림통이 공명 현상을 통해 함께 울림으로써 큰 소리를 낼 수 있는 것입니다.

■ 악기의 종류와 원리 

여러 가지의 악기가 내는 파동은 어떻게 다르기에 소리도 다른 걸까요? 소리를 구성하는 3가지 요소는 ‘소리의 크기·소리의 높낮이(진동수)·소리의 맵시’라는 것을 잘 알고 있을 것입니다. 그 중 악기마다 다른 소리를 내는 이유는 소리의 맵시가 다르기 때문입니다. 같은 크기, 같은 높이의 음이라도 기타와 바이올린이 전혀 다른 소리를 내는 것은 소리의 맵시, 즉 파동의 형태(모양)가 다르기 때문입니다. 그렇다면 현악기, 관악기, 타악기가 어떻게 소리를 만들어 내는지 알아볼까요?

현악기

현악기는 바이올린, 기타 등이 해당하며 팽팽하게 당겨진 현(줄)이 그 평형 위치에서 진동한 정도가 현을 타고 전파되는 파동으로 소리를 냅니다. 현악기는 공통적으로 현을 고정하는 고정대가 있고, 현을 누를 수 있도록 운지판이 있습니다. 기타의 경우는 선밀도가 다른 6개나 12개의 줄의 양쪽을 고정시켜서 팽팽하게 긴장된 상태를 만들고, 중간 곳곳에 인위적인 마디를 만들 수 있는 눈금이 있어서 한 손의 손가락으로 이곳에 줄을 고정시켜 파동을 발생시킵니다. 눌러 준 눈금의 위치에 따라 나오는 음의 높이가 달라집니다.

▲ 바이올린(출처: 무료 이미지 사이트 픽사베이 www.pixabay.com)

관악기

관악기는 금속이나 나무로 만들어진 관에 입으로 공기를 불어넣어서 파동을 발생시켜 소리를 내는 악기입니다. 플루트, 호른, 트럼펫 등의 서양 악기와 국악에서 쓰는 대금, 단소, 생황, 태평소 등이 관악기에 해당합니다. 관악기의 음높이는 주어진 관의 길이에 따라, 그리고 연주자가 공기 진동을 조절하여 정해집니다. 이 때 관악기의 내부에서는 공명 현상이 나타나게 됩니다. 관악기에서 서로 다른 음높이를 조절하기 위해서, 목관 악기에서는 관에 뚫린 구멍을 손가락으로 열거나 닫아 공기 기둥이 진동하는 길이를 조정합니다. 금관 악기에서는 밸브를 써서 공기의 흐름을 우회시킵니다. 관의 길이가 연장되면, 음높이가 낮아집니다.

▲ 트럼펫(출처: 무료 이미지 사이트 픽사베이 www.pixabay.com)

타악기

타악기는 물체를 때리거나, 흔들거나, 문지르거나, 긁거나 하여 물체가 진동할 때 소리를 내는 악기입니다. 타악기는 주로 리듬을 표현할 때 사용됩니다. 타악기에는 봉(막대)이 진동하는 악기와 막이 진동하는 악기가 있습니다. 실로폰, 트라이앵글 등의 봉 진동 타악기는 봉을 두들길 때의 진동을 이용하며 음의 높낮이는 보통 봉 의 길이 차이에 따라 달라집니다. 막 진동 타악기의 대표적인 것은 드럼과 북 등입니다. 동물의 가죽 등으로 만들어진 막의 진동은 가죽을 팽팽하게 붙인 통 속의 공기 진동과 공명 현상을 일으키게 됩니다.

▲ 드럼(출처: 무료 이미지 사이트 픽사베이 www.pixabay.com)

[자료출처: 에듀넷]