음이란? / 가청주파수(可聽周波數)

[뮤지케]

가청주파수(可聽周波數)

사람의 귀로 들을수 있는 소리에는 그 한계가있다.그런데 그한계는 소리의 세기와 주파수에따라 결정된다. 일반적으로 사람이 들을수있는 청각주파수의 범위는 20-20,000Hz라고하며, 이를 가청주파수라고 일컫는다.

또한 사람이들을수있는가장낮은소리를 최저가청한계(lower limiting of hearing)가장 높은 소리를 최고 가청한계(upper limiting of hearing)이라고 부른다.

최저가청한계는 약한소리는 들을수가 없다. 이값은 20 - 4000kHz에서 가장작고 1kHz에서는 10^-6W/cm²정도이며 음압으로는 0.0002μbar이고 이를 음의 기준준위 0dB로 사용하고 있다.

상부곡선은 최고가청한계를 표시하며 이보다 강한소리를 들으면 청각에 고통을 주므로 소리의 감각이 완전히 없어지는것은 아니지만,정상적인 감각을 느낄수 없게된다.

이 한계는 주파수에의한 변동이 비교적 적으며,그 크기는 10^-4W/cm²정도인데 음압의 단위로는 200μbar가 된다.

최고가청한계와 최저가청한계의 차이가 큰 부분은 1000 - 5000Hz부근으로서 약 130dB정도의 차가나며 소리의 강약의 폭이 가장넓은 주파수범위가 되는셈이다.

또한 사람의 귀로 듣는 관점에서볼때 감도가 제일 좋은 주파수범위는 역시 1000-5000Hz로서 이 부근에서 소리가 가장 예민하게 느껴진다고 볼수있다.

일반적으로 가청주파수의 범위는 20 - 20000Hz라고 하지만 사람에 따라서 또는  男女老小에 따라 그차이가 심하며 나이가 들면 최고주파수가 실제로는 위의값보다 점점 내려가는 것이 상례이다.

5-3.감각레벨(가청범위)

사람은 음압이 0.0002μbar인 1000Hz의 소리를 들을수 있다. 그렇다면 사람이 같은음압의 모든 가청주파수를 같은 감도(感度)로 느낄수 있느냐하면 사실은 그렇지 않다.

일반적으로 같은 음압이라도 낮은 주파수와 높은주파수의 소리에 대해서는 둔하게 느끼므로 같은 감도가 되려면 더 큰 음압이 필요하게 된다.

이와같이 주파수에 따라 청감(聽感)이 다른것을 자세히 조사한 사람이 프레처(Fletcher)와 먼슨(Munson)의 두학자로서 이들이 조사한 결과의 특성곡선이 “프레처-먼슨곡선”이다

청감곡선 또는 등감각(等感覺)곡선이라 부르기도 한다. 음압과 청감과의 관계는 성별이나 나이뿐만 아니라 개인차도 크다.

1000 - 5000Hz에서 가장 감도가 좋으며 낮은주파수와 높은주파수의 소리에 대해서는 감도가 낮게 느껴진다. 

음의 물리적 강약은 음압에 따라 변화 하지만 사람이 귀로 듣는 음의 감각적 강약은 음압 뿐만 아니라 주파수에 따라 변한다. 따라서 같은 크기로 느끼는 순음을 주파수별로 구하여 아래 그림과 같이 작성한 것을 말한다.

이 그림에서 1000Hz 순음의 음압도 20dB은 20phon으로 느끼나, 100Hz 순음의 음압도 20dB은 귀로 들을 수 없으며 그 음압도가 36dB 일떄 20phon으로 느낀다.

사람의 귀로는 주파수 범위 20-20,000Hz의 음압레벨 0-130dB 정도를 가청할 수 있고 이 청감은 4000Hz 주위의 음에서 가장 예민하며 100Hz 이하의 저주파음에서는 둔하다.