이 실험 소개
모든 소리는 무언가가 진동하면서 시작됩니다. 줄을 튕기거나 북을 두드리거나 자를 탁자 가장자리에 걸쳐 튕겨 보며 소리를 들어 보세요. 그런 다음 악기를 바꿔 봅시다. 줄을 더 짧게, 더 팽팽하게 또는 더 가늘게 만들거나, 북을 더 작게 하거나 자를 더 짧게 하면 음높이가 올라가는 것을 들을 수 있습니다. 더 세게 치면 소리는 커지지만 음높이는 그대로입니다. 공기 입자들이 진동을 귀까지 전달하는 모습을 관찰해 보세요.
학습 목표
- 물체의 진동으로 소리가 만들어진다는 점을 설명하기
- 소리가 공기를 통해 귀까지 전달되는 과정을 설명하기
- 길이, 팽팽한 정도, 두께가 소리의 음높이를 어떻게 바꾸는지 알아보기
- 음높이(높거나 낮음)와 소리 크기(크거나 작음)의 차이를 구분하기
사용 방법
- 1‘줄’을 선택하고 ‘튕기기’를 누르세요. 줄을 관찰하고 소리를 들어 보세요. 무엇이 움직이고 있나요?
- 2줄을 짧게 했다가 더 길게 해 보세요. 매번 줄을 튕겨 보세요. 언제 소리가 더 높아지나요?
- 3줄을 더 팽팽하게 한 다음 더 가늘게 해 보세요. 어떤 변화가 음높이를 올리나요?
- 4드럼을 선택하세요. 작은 드럼과 큰 드럼, 팽팽한 막과 느슨한 막을 비교해 보세요.
- 5자를 선택하세요. 가장자리에 길게 걸쳐 놓고 시작한 다음, 조금씩 짧게 만들어 보세요. 소리는 어떻게 달라지나요?
- 6‘세게 치는 정도’를 바꾸고 다시 연주해 보세요. 음높이가 바뀌나요, 아니면 소리의 크기만 바뀌나요? 음파를 살펴보고 확인하세요.
모델
가정
- 현은 기타 줄처럼 강철로 되어 있고 양쪽 끝이 고정되어 있습니다. 드럼의 막은 테두리 전체에 고정되어 있으며, 자는 강철로 되어 있고 한쪽 끝이 고정되어 있습니다.
- 들리는 소리는 각 물체의 진동수로 만들어지므로, 같은 음을 내더라도 현, 드럼, 자는 각각 다른 소리를 냅니다.
- 그림과 움직이는 공기의 움직임은 실제보다 40배 느리게 보여 줍니다. 들리는 소리와 숫자는 실제 속도입니다.
- 아주 긴 자는 1초에 20번보다 적게 진동합니다. 흔들리는 모습은 눈으로 볼 수 있지만, 소리가 너무 낮아서 사람들이 잘 듣지 못합니다.
수업에서 해 보기
- Q1기타에는 왜 굵기가 서로 다른 줄이 있을까요?
- Q2기타리스트는 같은 줄로 어떻게 더 높은음을 낼까요?
- Q3큰 북은 왜 작은 북보다 낮은 소리가 날까요?
- Q4우주에서 소리쳐도 누군가 들을 수 있을까요? 왜 그럴까요?
- Q5손을 목에 대고 흥얼거려 보세요. 무엇이 느껴지나요?
자주 묻는 질문
음높이와 소리의 크기는 어떻게 다를까요?
음높이는 소리가 얼마나 높거나 낮은지를 말합니다. 물체가 1초에 몇 번 진동하는지에 따라 달라집니다. 소리의 크기는 진동의 폭에 따라 달라집니다. 줄을 세게 튕기면 진동의 폭이 커져 소리가 더 커지지만, 음높이는 그대로입니다.
소리는 어떻게 내 귀까지 올까요?
진동하는 물체는 바로 옆의 공기를 밀어냅니다. 공기 입자들이 다음 입자들을 밀고, 이 압축이 음파가 되어 공기를 통해 이동하다가 귀에 도달해 고막도 진동하게 합니다.
줄, 북, 자에서 나는 소리는 왜 서로 다를까요?
각 물체는 서로 다른 속도로 여러 방식의 진동을 동시에 합니다. 배음이라고 하는 이러한 추가 진동의 조합은 물체마다 다르기 때문에 기타와 드럼은 결코 같은 소리를 내지 않습니다.