바로크 음악1. 바로크 음악의 사회적 배경이 시기는 유럽 전반이 절대 군주의 시대로서 바로크 음악의 사회적인 기초는 절대주의인 왕권의 제도와 귀족 제도가 되었고 음악의 중심도 자연히 교회에서 국정이나 귀족으로 옮겨지게 되었다. 따라서 교회 선법은 점차 약해지고, 장조와 단조의 성격이 뚜렷해 졌으며, 다성 음악이 절정에 이르고 화성법이 발전함으로써 음악이 근대화되기 시작했다. 또 기악도 성악에서 독립되고, 오페라, 오라토리오 등이 나타나 오늘날 서양 음악의 기초가 되었다. 이는 이탈리아를 중심으로 전개되었고 베니스를 중심으로 교회음악, 오페라, 기악 부문이 모두 발전하여 유럽 전역에 그 힘이 미치게 되었다.2.바로크 음악의 특징-악기들은 구조적으로 발달-처음으로 일반 청중을 위한 연주회가 개설-오페라의 출현-콘티누오 기법-중세 교회선법으로부터 장조와 단조의 조성체계가 이루어짐-소규모지만 오케스트라가 나타나고 협주곡이 화려하게 연주되기 시작3.바로크 음악의 중요한 악곡 형식-오라토리오-칸타타-합주협주곡-신포니아-푸가4.바로크 음악의 작곡가-몬테베르디, 코렐리, 스카를라티, 파헬벨, 라모, 퍼셀, 비발디, 헨델, 바흐 등(1)바흐 (Johann Sevastian Bach, 1685-1750)-바흐 음악의 특징평온함과 행복을 표현하고 신을 찬양하는 마음으로 가득 찬 그의 음악은 부드러운 온정으로 감싸여 있으면서도 숭고하며 시적인 표현과 극적 의미에 있어서는 극치를 이룬다.그는 5곡의 미사, 3곡의 오라토리오, 300여곡의 칸타타, 5곡의 수난곡 등 수많은 종교 음악을 남겼고, 평균율 피아노 곡집, 푸가의 기법, 인벤션 등을 작곡 하였다. 특히 푸가의 완성, 평균율 적용, 신교 교회 음악의 발달 등에 있어 음악사상 위대한 업적을 남겼다.바흐음악의 가장 큰 특징은 그의 전 작품에 걸쳐 대위법이 활용되고 있다는 점이다.바흐의 대위법은 멜로디의 중후함과 경건함, 그리고 인간적이 따스함과 앞으로의 전개를 대비한 치밀한 계획성을 고루 갖추고 있다는 점에서 다른 사람들과 구별되며, 그 전개에 있어서도 단순한 대위법 기술의 충실한 모방에서 벗어나 한 곡, 한 곡마다 새로운 실험정신을 보여주고 있기 때문에 또 한 번 구별되는 것이다.-바흐의 대표작토카타와 푸가 D단조G선상의 아리아하늘의 왕이시어 어서오소서그 외 브렌텐브르그, 마태수난곡, 이탈리아 협주곡, 크리스마스 오라토리오 등이 있다.(2) 헨델 (Georg Friedrich Handel, 1685-1759)-헨델 음악의 특징헨델의 음악은 직접적이고 양적이며 또한 인간적이다. 구성적으로도 또한 화성상으로도 그리고 전조 상으로도 헨델의 직인적인 면밀한 음 처리의 묘사, 물샐 틈 없는 충실감, 자연스럽게 드러나는 내성의 깊이에는 누구나 공감할 것이다. 그러나 상투적이며 촌스럽고 거친 듯한 소박한 수법이 적잖이 눈에 띈다. 그러나 헨델의 이러한 결점은 누구라도 이해할 수 있는 단순 명쾌한 어법으로 노래하는 솔직한 표현과 극적인 박력 앞에는 가려질 수밖에 없다. 1743년 메시아가 런던에서 초연되었을 때의 광경은 헨델만이 만들어 낼 수 있는 광경이었다. 할렐루야 코러스가 나오자 관람석에 앉아 있던 왕은 너무나 감격한 나머지 벌떡 일어나 버렸다. 이것을 본 다른 사람들도 모두 따라 일어섰다는 일화는 대단한 화젯거리였다.명쾌한 어법, 극적인 표현력, 성악적인 경향, 그리고 무엇보다도 민중들에게 들려주고자 하는 그 외향적 기질 이러한 헨델의 음악세계는 그 자신만이 가진 경향이다. 극장에서 신속히 청중을 이해시켜야만 하는 극장 음악가로서의 유일한 매력이요, 수단이었다.
오페라1.오페라(opera)란 무엇인가-라틴어 opus의 복수형-오페라 발생기에는 drama in musica & drama per musica ‘음악을 위한 극’을 의미-가극으로 불리기도 하나 그러나 단순한 음악 가극은 아님. 조건이 있다*16세기 말에 이탈리아에서 일어난 음악극의 흐름을 따른 것.*대체로 그 작품 전체가 작곡되어 있어야 한다. 즉 모든 대사가 노래로 표현되어야 하는 것을 말한다.-오페라는 복잡한 종합 무대 예술로 음악적인 요소는 물론 문학 또는 시적인 요소 (대사), 연극적인 요소 (극으로서의 구성, 연기), 미술적인 요소 (무대장치, 의상), 무용적인 요소 등이 합쳐진 종합 예술2.오페라의 배경오페라의 기원은 르네상스 말기의 이탈리아에서 만들어졌다. 그리스 신화를 소재로 하여 4개의 악기만으로 이루어진 음악극 ‘다프네’가 그것이다.최초의 완전한 오페라는 바로크 시대인 1600년, 프랑스의 앙리4세와 마리아 데 메디치의 결혼식 때 상연된 ‘에우리디체’이다.오페라의 아버지로 불리는 몬테 베르디에 이르러 비로소 현대와 같은 제 모습을 갖추게 되었다. 바로크 오페라는 레시타티브와 아리아, 중창과 합창 등 형식들을 창조하였다. 하지만 제후들의 궁정을 위한 오페라였고, 봉건 계급의 사회관을 구현한 사람들의 오락이었다.이 때 오페라 역사의 방향에 크게 영향을 끼친 작품이 글룩에 의해 탄생했다. 프랑스 비극의 거대한 합창과 희가극의 활기찬 중창 그리고 이탈리아와 독일, 유럽 오페라의 모든 것ㅎ을 융합시켜 극적 진실성과 표현의 풍부함으로 오페라의 방향을 잡게 되었다.18세기 광범위한 사회의 변화는 오페라에도 영향을 미쳤다.3.오페라의 종류오페라에는 대략 다음과 같은 종류가 있다.(1)오페라세리아18세기 이탈리아 오페라로서 레시타티브와 아리아를 중히 여기며, 중창이나 합창은 간혹 사용한다. 소재로는 신화나 영웅적인 테마를 주로 사용하는 오페라이다.(2)그랜드오페라17세기 초 이탈리아의 오페라 세리아에 대해 프랑스에서 나타난 대 가극이다. 이것은 19세기 프랑스의 특징 있는 양식으로 서사적이고 역사적인 성질의 비극을 테마로 한다. 합창을 중히 다루고, 발레를 넣어 프랑스 사람들의 기호에 알맞게 했다.(3)오페라부파18세기 초 이탈리아에서 생긴 희가극으로서, 차차 유럽 여러나라에 퍼졌는데 19세기 중엽까지 성행하였다. 소재는 서민생활이나 인정미담을 주로 하였고, 그 취재나 형식을 확립한 것은 페르골레지였다. 모차르트가 ‘여자는 모두 이런 것’ 과 로시니의 ‘세빌리아의 이발사’ 등이 이에 속한다.(4)오페라부프프랑스의 희가극으로 어원적으로 오페라 부파와 비슷한 점이 있으나 양자사이에는 다소 차이가 있다. 오페레타와 비슷한 가벼운 음악희극으로 대화의 부분에 대사를 사용한다. 뒤니가 창시자이다.(5)오페라코미크희가극의 일종으로, 음악사이에 대화와 독백이 있는 것이 특징이다. 코미크라 하지만 중거리가 희극적이어야 한다는 것은 아니다. 이는 18세기 후반 프랑스에서 생긴 것으로 처음에는 희극적이었지만 후에는 상관없이 대사가 있는 오페라가 되었다. ‘카르멘’ 이나 ‘마농’ 등의 오페라를 오페라 코미크라 부르는 작가들이 있다.(6)오페레타오페레타를 경가극이라고도 하며, 극적인 진행에 있어서 대사를 동반한다. 여기에 노래와 무용이 들어가기는 해도 음악적인 내용은 낮은 편이며 또한 오케스트라도 소규모 적이다.이러한 작품의 예로는 요한스트라우스의 ‘집시의 남작’ ‘박쥐’등이 유명하며 밀뢰코의 ‘거지학생’등이 이에 속한다.4.오페라의 구성요소(1)대본바그너처럼 대본까지 집필한 작곡가가 있었던 반면, 대부분의 작곡가들은 전문 대본 작가들에게 의뢰하였다. 초기 오페라의 대본은 그리스 비극이나 영웅 이야기로 한정되어 있었으나, 오페라 부파의 발달로 그 당시의 이야기를 다루기 시작했고, 낭만시대로 접어들면서는 그야말로 다양한 소재의 대본들로 오페라를 작곡하였다.
20세기 현대음악 ( 1918~1990년대)1. 20세기 현대음악의 배경20세기는 급속한 산업발전과 함께 다양한 분야에서 일대 변혁이 일어난 세기였다. 문화적인 측면에서 음악과 미술, 문학 분야에서 지금까지와 다른 사조들이 도입되고 영화 등 대중 예술은 경제성장과 더불어 새로운 시대의 총아로 성장하였다.2. 20세기 현대음악의 특징(1)다양성-유례를 찾아볼 수 없을 정도로 많은 ‘~주의(ism)' 음악들이 생겨났다.-삶의 다양성을 반영한 음악. 작곡가들 각자의 개성을 표현하는 독창적인 음악이다.-표현이 너무 난해하고 낯설어 대중들의 외면을 받기 시작하였다.-기존의 이념과 음악관습에 얽매이지 않고 끝없이 새로운 기준과 수준의 음악을 시도하였다.(2)국제성-각종 미디어의 발전으로 기존 시대의 지역별 독자성이 없어지게 되었다.-다양한 지역의 음악들이 혼합되어 국제성을 띠게 되었다.(3)12음 음악-오스트리아의 작곡가 쇤베르크가 개발.-1옥타브를 12개의 반음으로 나누어 12음 음계를 만들었다.-이 12음 음계는 반음 관계로 배열되어 있는 12개의 음이 각각 독립하여 같은 소리값을 지니고 있다. 즉 원음과 사이음의 구별이 없는 12개의 반음으로 구성되어있다.(4)불협화음(안어울림음)의 광범위한 사용-긴장감을 품은 불안정한 울림음.-기존 시대에도 사용되었으나 일정한 형식에 의한 제약을 받았다. 하지만 20세기에는 광범위하고 자유롭게 불협화음을 사용하였다.(5)기악과 성악, 오페라, 교향곡, 소나타 등의 구분이 모호해졌다. 전혀 새로운 형태의 음악이 나타났다.3. 사조별 음악의 특징 (1900년 전후)(1)인상주의-시의 상징파와 회화의 인상파 영향을 받은 음악.-사물에서 느낀 인상을 고전파와 낭만파에서와 같은 신화적, 역사적 배경을 없애고 감상적인 면만을 강하게 드러냄.-온음만으로 된 음계를 사용하여 떠다니는 듯한 몽롱한 느낌 표현*드뷔시(1862-1918 프랑스)인상주의 음악의 창시자, 관현악곡에 큰 혁명, 색채 감각을 음악으로 표현관현악곡 , 피아노 모음곡 , 가극, 그 외의 , *라벨(1875-1937, 프랑스)드뷔시의 영향을 받아 자유로운 리듬과 색채적인 화성을 사용. 드뷔시는 가락, 화성을 중요시한 반면, 라벨은 리듬을 중요시함.교향시 , 무용 모음곡 , 피아노곡 , 발레곡 등(2)원시주의-19세기말 극도의 문화적인 성숙에 따른 원시적 생명력에 대한 동경-이국적인 제재를 음악에 도입하여 새로운 것을 표현-일정한 리듬을 집요하게 반복하거나 홀수박자 또는 폴리리듬등과 함께 자극적인 색채감각등을 사용.*스트라빈스키 (1882-1971, 러시아->미국)발레 등(3)표현주의-인상파 음악에 반발, 1차 세계대전과 경제 공황 등 20세기 초 암울한 사회분위기의 영향을 받아 인간 내면의 고통과 불안, 공포 등을 표현.-불협화음의 극단적 사용과 12음 기법 등을 통한 무조음악의 등장.*쇤베르그 (1874-1951, 독일)12음 기법의 창시자. 12음 기법의 창안자로서 음악의 본질적인 개념을 새롭게 재구성.실내악 현악 4중주곡 칸타타 가극 등(4)신고전주의-후기 낭만파의 표제성에 대한 반발-부조니에 의해 제창되고 체계가 세워짐.-1차 세계대전이후 너무 난해한 시도들로 청중의 반발을 사자 과거의 바로크 혹은 그 이전의 대위법적 기법을 존중, 콘체르토, 토카타, 파사칼리아 등의 형식을 사용하고 이것에 새로운 음향의 옷을 입힘*스트라빈스키 (1882-1971, 러시아->마국)‘피아노 협주곡’ ‘발레곡’ 등을 통해 전시대의 음악형식에 새로운 시도, 원시주의와 중복(5)신즉물주의 (신자유주의)-표현주의에 반발, 표현주의가 강한 주관성에 기초하고 있는데 대하여 신즉물주의는 대상물의 본질에 대한 냉철한 관찰과 정확한 묘사에 중점.-특별한 경우와 목적을 위해 작곡되어 청중과 연주가의 거리감을 좁혀서 음악적인 이해를 보다 쉽게 하려고 함.
초음파 탐상 -비파괴 검사-1. 개요- 시험체에 초음파를 전달하여 내부에 존재하는 불연속으로 부터 반사한 초음파의 에너지량, 초음파의 진행시간 등을 분석하여 불연속의 위치 및 크기를 정확히 알아내는 방법으로서, 시험체내의 불연속 시험체의 크기 및 두께, 시험체의 균일도 및 부식상태 등의 검사에 적용하며 이외에도 유속측정 및 콘크리트검사 등 그 적용범위가 매우 넓어지고 있다.- 우리는 초음파를 시험체내로 보내어 시험체내에 존재하는 불연속을 검출하는데 시험체내의 불연속부로부터 반사되는 에너지량, 송신된 초음파가 시험체를 투과하여 불연속부로부터 반사되어 되돌아올 때 까지의 진행시간, 초음파가 시험체를 투과할 때 감쇠되는 양의 차이를 적절 한 표준자료(Standard data)와 비교하여 결함의 위치와 크기등을 측정한다. 물체내에서 발생하는 소리의 파동 특성을 이용하여 재료내의 결함의 위치를 알아내어 본다.2. 기본 이론(1) 음향 검사와 초음파 탐상- 음파는 기계적인 진동이다. 사람은 예로부터 우리가 귀로 들 을수 있는 음파를 이용하여 물체내부의 상태를 외부로부터 탐 지하여 왔다. 물통을 두드려 물통속의 물의 양을 알아내거나 기차의 바퀴를 쇠망치로 두드려 보아 차륜의 이상여부를 알아 내는 음향검사방법은 오늘날까지도 사용되고 있는 가장 오래 된 비파괴검사방법중의 하나이다. 그러나 음향검사는 인간의 청각이 판단의 주체가 되므로 숙련이 필요하게 되며 신뢰도가 충분하지 못하다.- 음파의 일종인 초음파를 이용한 검사방법은 그 역사가 그리 오래지 못하여 1929년 소련의 Sokolov가 수정 진동자를 이용하여 금속에 초음파를 송신하여 수신된 초음파 의 강도가 결함이 없는 부위와 비교하여 결함의 있는 부위에서는 어느정도 낮아진다는 실험을 발표하였으며 2차대전후인1942년 Firestone이 해양의 수심측정과 잠수함의 위치를 알아내는데 사용하던 음향깊이 측정기 (Sonic depth finder)의 원리를 이용하여 펄스에코탐상장치를 개발함으로써 지금 우리가 사 용하고 있는 형태의검사의 최대의 난점인 기록성도 향상되어 가고 있으며 아울러 장치의 자동화도 급속히 개발되고 있다.(2) 초음파의 특징① 초음파의 특징- 음(音)...입자의 진동.일정한 주파수를 지님- 가청음파(可聽音波)...20∼20,000회/초(Hz)- 초음파탐상...500KHz∼25MHz가 사용(10MHz이하 실용)- 파장이 짧기 때문에 광(光)의 직진성이 있음- 물질내부에 잘 전해짐- 고체내에서 종파(從波)와 횡파(橫波)가 상호 변환 가능- 철,비철재료,선박,교량,압력용기,항공기,자동차,철도차량등을 검사- 균열,개재물,라미네이션등의 소재 고유 불연속 결함 검사- 가공중 불연속 및 피로균열과 같이 사용중 발생한 불연속 검사- 두께 측정에도 이용되어 화학,정유처리시설의 보수검사- 고도의 숙련된 기술과 충분한 현장경력,검사자로서의 사명감이 필요② 초음파의 발생- 탐상검사에 사용되는 초음파를 발생시키는 방법에는 진동자를 이용하는 방식이 널리 사용되는데진동자의 양면에 도금을 하여 전극으로 하고 양전극사이에 전압을 가하면 전압의 크기와 전하등에 따라진동자가 신축하여 초음파가 발생하게 된다.진동자의 재질, 두께 및 진동자에 가해지는 전압 또는전류의 발생방법 등에 따라 발생되는 초음파의 성질이 다르게 나타난다.③ 초음파의 기초 이론A. 전위현상...물체 안에서 일어나는 탄성적 전위에 의해 진동이 전해짐B. 주파수,속도,파장들의 관계C. 주기(Cycle)...전위되었다가 최초의 위치로 돌아 왔을 때까지D. 주파수(Frequency)- 일정한 시간 안에 이루어지는 완전한 주기의 수- 가장 실용 주파수...2∼5MHzE. 속도(Velocity)- 매질의 입자농도와 매질의 탄성에 의해 결정- 입자의 움직이는 속도와 움직임이 전달되는 속도와는 무관계- CL과 CS의 비는 재료의 탄성적 성질에 의해 결정됨F. 파장(Wave length)- 한 주기의 거리.입자의 소(疎)와 소(疎), 밀(密)과 밀(密)의 간격- 음의 속도 = 주파수 x 파장- 알루미늄, 철에서의 파장은 0.6∼3mmG. 파동의 도 검사가 가능하다.- 결함의 위치와 크기를 비교적 정확히 알 수 있다.- 탐상결과를 즉시 알 수 있으며 자동탐상이 가능하다.- 피검체의 한면에서도 검사가 가능하다.③ 초음파탐상검사의 단점- 기술자가 필요하다.- 보고서 작성이 어렵다.- 탐상 표면상태, 재료모양, 반사면에 따라 탐상 곤란 하다.- 표면 직하(直下)의 결함 검출 곤란 하다.- 입도가 크고 기포가 많은 재료의 검사 곤란 하다.- 접촉매질의 영향을 많이 받는다.- 표준시험편(Standard Test Block), 대비시험편(Referance Block)필요하다.(4) 음파의 진행 특성① 음파가 벽에 부딪혀 반사 한다던가 또는 소리가 산에 부딪혀 되돌아오는 것과 같이 공기 또는 물 등의 경계면에서 반사와 굴절이 일어난다. 이것은 각 재질의 음향 임피던스의 차이에 따라 반사와 투과되는 음파의 강도가 달라지는 것이다. 또한 속도가 다른 두재질 사이의 경계면에 음파를 경사지게 입사시키면 투과파는 입사 방향에 대해 그 방향을 바꾸어 굴절(Refraction)되는 현상이 나타나고, 입사각에 따라 부분적으로 또는 전체적으로 파의 형태가 변하는 파형변환 현상이 일어난다.② 시편이 음파에 미치는 영향- 표면상태- 시험편의 형상- 결정입자의 영향- 불연속부의 측정위치의 영향- 불연속부의 거리의 영향1. 수직 입사 초음파의 반사현상 : 수직탐상그림 1 그림 2(1) 사용장비- USD10, V1시편, normal 5MHz transducer, cable (microdot-BNC), couplant(2) USD10 settingdisplay width : 150 mmfrequency : 5 MHzpower : 4(3) 실험 설명- 본 실험은 탐촉자로 파를 내보낼때 초음파의 반사 현상을 이용하여 시편의 두께를 측정하는 실험이다. 탐촉자가 파를 내보내면 시편의 밑부분에서 다시 돌아오게 되는데 이때 USD10에 표시된 그래프와 D 값으로 두께를 확인 할 수 있다.(4) 실험 결과① Flat-Bottom-Hole의 3개의 두께( Side-Drilled Hole 근처에서의 echo amplitude의 변화를 설명하시오.- 탐촉자가 왼쪽에서 오른쪽으로 이동하면서 Side-Drilled Hole 근처에 다다를수록 아크릴판 보다 먼저 Side-Drilled Hole을 만나게 되서 반사되는 파 때문에 echo amplitude의 변화, 즉 새로운 파형이 나타나게 된다. 이후 아크릴부분(원)부분을 지나 탐촉자가 Side-Drilled Hole의 중심의 수직부분 즉, 중심점의 반지름만큼 가장 두께가 가까운 부분에 놓이면 기존 아크릴에 의해 생기는 파형보다 왼쪽에 새로운 파형이 생긴다. 이때 생긴 파형은 가장 거리가 가까우므로 가장 echo amplitude가 큰 값을 나타낸다.2. 초음파의 반사 및 투과 : layered medium 수직 탐상(1) 사용장비USD10, layered acryl, normal 5MHz transducer, cable (microdot-BNC), couplant(2) USD10 settingdisplay width : 20 mmfrequency : 10 MHzpower : 4sound velocity(아크릴 ,종파속도) : 2670 m/s(3) 실험 설명- 이번 실험은 두께가 다른 세 개의 아크릴판을 쌓아 놓고 초음파 탐상법을 이용해서 각 아크릴판의 두께를 측정하는 실험이다.(4) 실험 결과① 각 layer 의 두께를 측정하시오.- 측정값4.783 mm9.679 mm11.32 mm- 각 layer 의 두께4.783 mm9.679 ? 4.783 = 4.896 mm11.32 ? 9.679 = 1.641 mm- 실험에서 화면에 나타나는 측정된 두께(D)는 아크릴판의 표면에서 출발한 파가 불연속면을 만나는 깊이를 나타낸다. 때문에 두 번째 아크릴판의 두께는 두 번째 측정값에서 첫 번째 측정값 (제일 상단에 올려져있는 아크릴판의 두께)를 빼주어야 한다. 세 번째 아크릴판의 두께 역시 세 번째 측정값(전체두께)에서 두 번째 측정값(위에서부터 두개의 두께의 합)을 빼주어야 한다는 위 그림-b 처럼 파가 반사되는 경우의 수는 무수히 많으며 파가 밖으로 나오기 전에 두개의 불연속면에서 여러 가지의 경로로 반사하고 있을 것이기 때문이다.3. 사각입사 초음파의 반사 현상 : 사각탐상< figure 1>< figure 2>(1) 사용장비- USD10, V1시편, 60 wedge, angled, 5MHz transducer, cable (microdot-BNC), couplant(2) USD settingdisplay delay : 0 mmdisplay width : 400 mmsound velocity : 5920 m/sfrequency : 5 MHzpower : 4(3) 실험 결과① Figure 1, 2의 S(sound path), D(absolute depth), P(projection distance) 값을 측정하시오.Figure 1Figure 1S (sound path)97.42197.5D (absolute depth)48.7698.79P (projection distance)84.37171.1② figure 1,2와 같이 탐촉자를 index기준으로 좌우로 위치를 바꾸면서 원형 아크릴에서 반사한 신호와 사분원에서 반사한 신호를 관찰하시오.- 아래 그림 1은 원형 아크릴에서 반사한 신호를 나타난 파형을 찍은 사진이다. 탐촉자에서 나온 파는 원에 다가 갈수록 echo amplitude값이 점점 증가하다가 60도 위치를 지나고 나면 점점 줄어 들기 시작한다. 하지만 그림 2의 사분원에서 반사한 신호는 근접해도 큰 변화가 없다가 어느 순간 갑자기 큰 피크 echo amplitude가 생겼다가 바로 사라지는 현상을 보인다.③ 원형 아크릴에서 반사한 신호의 echo amplitude가 완만하게 변하는 반면 사분원에서 반사한 신호의 echo amplitude는 급격히 변하는 이유를 설명하시오.그림 1 그림 2- 우리가 주는 파형의 각도와 방향은 같지만 반사할 시편의 형상은 다르다. 원형 아크릴에서 반사한 신호의 echo amplitude는 반사가t
■ 음향 교정 실험1. 실험 목적-Calibration Tone을 이용하여 음압비와 전압비의 상관관계를 알아보는 실험이다. 마이크로폰은 소리를 전기적 신호로 바꾸어 주는 데 이때 나온 전기적 신호를 오실로스코프를 이용하여 음압을 측정하는 실험이다.-Calibration Tone을 94dB, 114dB로 맞추고 오디오 장치에 녹음한 뒤 연결된 오실로스코프를 통해 전압을 읽고 주어진 식(1)으로 음압을 계산하여 본다.-주어진 소음도는 오실로스코프를 통하여 각각의 Vpeak값과 f(주파수)를 구할 수 있고 이로써 음압을 구해 소음도의 차이가 전압에는 얼마큼 비를 가지는지 알아본다.SPL(dB) = 10 *log ()2 ------------- 식(1)(Prms1=음압, P0=음압의 기준치=2*10-5Pa)2. 실험 개요① 소음의 단위와 음압 계산-데시벨(dB) :소음의 크기를 나타내는 데에는 데시벨(dB)을 사용하는데 소리는 표준 상태에서 331 m/s 의 속도로 전파되며, 세기는 수직한 평면 1㎡에 1초 동안에 통과하는 에너지의 양으로 나타낸다. 소리의 세기는 I0 =1012 W/㎡를 기준으로 음의 세기 레벨을 10 log(I/I0 )로 나타내며, 단위는 데시벨(dB)을 사용한다.-로그 스케일 함수로 인하여 소리의 세기가 1, 10, 100, ...배의 순서로 켜지면, 0 dB, 10 dB, 20 dB, ...와 같이 매번 10 dB 씩 커진다.-음압으로 표시하면, 음압레벨(sound pressure lever, SPL)= 20 log(P/P0 )로 나타내고, P0=2×10-5 N/㎡ 이며, 단위는 역시 dB을 사용한다. 소리의 세기가 2배로 되어도 사람은 2배로 느끼지 못하고, 10배가 되면 2배 정도로 느끼게 된다. 이 dB의 값은 대수값이므로 직접 덧셈을 할 수 없다.②마이크로 폰-진동체 주변에서 공기는 진동체의 움직임에 따라 압력 변화를 일으키는데 이러한 압력 변화는 인간의 귀에 감지된다. 이것이 소리인데 마이크로폰은 음원에서 야기된 공기의 압력변화를 전기적 신호로 바꾸어 주는 것이다.-폰(phon) : 폰은 감각적인 음의 크기를 나타내는 양으로 1000Hz 단일음의 크기와 평균적으로 같은 크기로 느끼는 크기를 의미한다. 즉, 1000Hz, 60 dB 의 소리는 60폰이다. 그러나 100Hz, 60dB인 소리는 약 40폰이 된다. 100Hz의 소리보다 1000Hz의 소리가 더 우리 귀에 크게 들리고 같은 세기의 소리라도 진동수에 따라 다르게 느껴진다. 즉 같은 dB 의 소리도 주파수에 따라 다르다.3. 실험 방법① 소음도 94dB, 114dB로 교정된 Calibration을 마이크로폰을 사용하여 주어진 DAT-Recorder에 대략 5분가량 녹음한다.② DAT-Recorder와 오실로스코프를 연결하고 DAT-Recorder에 녹음된 94dB의 소리를 재생한다.③ 오실로스코프 파형을 읽기 편한 상태로 VOLT/DIV, TIME/DIV를 조정한다.이때의 피크전압과 주파수를 측정한다.④ 오실로스코프에 나타난 파형의 크기를 보고 Vpeak값과 f(주파수)를 측정한다.⑤ 위 식(1)을 이용하여 읍압을 계산한다.⑥ Calibration에 녹음된 114dB의 소리로 ②~⑤를 반복실험하여 전압과 주파수를 측정하여 그때 음압을 계산한다.⑦ 계산된 두개의 읍압비와 전압비로 150mV, 700Hz와 100mV, 1KHz의 소음도SPL(dB)를 계산하여 유추하여 본다.4. 실험결과(1) 주어진 교정기의 음압계산① 94dB일때Vpeak= 3.5div * 0.1V/div = 0.07V = 70 mv,주기 = 3div * 0.5ms/div =1.5 ms , f(주파수) = 667 Hz이때 음압 prms1 = 1.002 Pa②114dB일때Vpeak= 7/5div * 0.5V/div = 0.7V = 700 mv주기 = 3div * 0.5ms/div =1.5 ms , f(주파수)=667Hz이때 음압 prms1 = 10.024 Pa1010-10-1010-10-101094dB 114dB(2) 보간법을 이용한 임의 전압의 음압 계산SPL(dB)피크전압(mV)주파수(Hz)음압(Pa)95.010010001.12596.51507001.3375. 결론 및 고찰- 위 실험을 통하여 음압비와 전압비의 상관관계에 대하여 알 수 있었다.Calibration에 저장된 일정 소음에 대하여 오실로스코프의 파형으로 Vpeak값과 f(주파수)를 확인하고 플래밍의 법칙을 이용하여 음압을 계산하여 전압과 주파수, 그리고 음압과 소음도에 관한 상관관계를 알수 있었다.- 조교님께서 Calibration의 소리는 실제로 65mV로 확인이 되야 정상이라고 말씀하셨으나 실제 우리가 오실로스코프로 확인한 전압은 70mV였다. 가장큰 오차 원인은 그래프를 눈으로 확인하였기 때문에 계산 시 설정값에 문제가 있었다고 생각한다. 소숫점 자리가 나올 때는 대충 맞춰보기 보다는 오실로스코프 교정시 보다 정교한 Volt/DIV가 필요한 것을 느낄 수 있었다.