Citation : 김지섭 외. 음파 분석을 이용한 소리의 공간감 원리에 관한 연구. 제68회 전국과학전람회, (2022)
연구자 : 김지섭, 김현우, 하정윤
지도교사 : 김광식
대회 : 제68회 전국과학전람회
중요단어 : 소리, 회절, 귓바퀴, 공간 감각
요약 :
인간은 두 귀로 듣는 소리만으로 3차원 공간에서 음원의 위치를 추정할 수 있다. 본 연구에서는 두 귀에 도달하는 소리가 음원의 위치에 따라 귀를 거치면서 소리가 달라져 그 위치를 추정할 수 있는 것이라는 점에 착안하여 음원에 위치에 따라 두 귀에 입력되는 소리의 파형을 분석해 어떻게 사람이 두 개의 채널만으로 공간감을 느낄 수 있는지 알아보고자 했다. 이를 위해 첫 번째로 음원과 떨어진 거리와 각도에 따라 두 귀에 도달하는 소리의 시간차가 나타나고, 두 번째로 귀는 앞뒤로 비대칭적이기 때문에 고음일수록 회절이 잘되지 않는 소리의 특성에 의해 고음일수록 앞쪽에서 들리는 소리보다 뒤쪽에 들리는 소리가 더 작을 것이라는 가설을 세웠다. 실험 결과 음원의 각도에 따라 두 귀에 입력되는 소리의 시간차를 확인했다. 특히 귓바퀴를 고려하고 경로를 늘리면 이론값 계산과 상당히 일치하게 되었다. 또한 고음으로 갈수록 뒤쪽에 음원이 위치할 때 마이크까지 도달하는 음파의 진폭이 더 작아진다는 것을 알 수 있었고, 이를 통해 귓바퀴의 구조가 소리의 회절에 영향을 준다는 점을 이용하여 소리의 앞뒤 공간감 인식이 가능함을 확인하였다.
Reference
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출처 : 국립중앙과학관 전국과학전람회