Mechanics & Energy III · Wave Interference
맥놀이와 진동수 측정
진동수가 조금 다른 두 음파가 겹치면 소리 세기가 주기적으로 커졌다 작아집니다. 이 맥놀이의 느린 변화를 읽으면 미세한 진동수 차이와 조율 상태를 정밀하게 판단할 수 있습니다.
핵심 원리
진동수가 약간 다른 두 음파가 중첩되면 소리 세기가 주기적으로 변하는 맥놀이가 나타납니다. 맥놀이 진동수는 fbeat = |f₁ - f₂| 이고, 차이가 작을수록 더 느리게 들립니다.
보강과 상쇄가 번갈아 일어납니다.
두 파형의 위상이 비슷하면 소리가 커지고, 반대에 가까우면 소리가 작아집니다. 이 느린 세기 변화가 바로 포락선입니다.
탐구 질문
- 440Hz와 444Hz 소리굽쇠를 동시에 울리면 맥놀이 진동수는 몇 Hz일까요?
- 피아노 조율사는 왜 맥놀이가 느려지거나 사라지는 순간을 주의 깊게 들을까요?
- 두 소리의 진동수 차이를 줄여 갈수록 포락선과 합성파는 어떻게 달라질까요?
실생활 예시
- 피아노 조율: 기준음과 건반음을 함께 내어 맥놀이가 사라질 때까지 장력을 조절합니다.
- 기타 조율: 하모닉스 비교로 아주 작은 음정 차이를 잡아냅니다.
- 라디오 수신: 주파수 차이를 저주파로 바꾸어 읽는 헤테로다인 원리와 연결됩니다.
이 화면에서 볼 수 있는 것
- 상단: 두 음원과 겹침 영역, 관측자 위치의 세기 변화
- 하단 상단 2개 그래프: 개별 파형 확대 보기
- 하단 하단 그래프: 맥놀이 포락선이 드러나는 합성파
- 피아노 조율 모드: 기준음 440Hz에 맞춰 건반음을 조절하는 응용
교과서 연계: 역학과 에너지 III편 p114~119 · 음파의 간섭과 맥놀이