[다양한 소리 1]
우리의 주변에는 아주 다양한 소리가 있다. 커피를 마시기 위해 물을 끓일라치면 시끄러운 소리가 바닥에서 시작해 위쪽으로 옮아 오다가 부드러운 소리로 변하면서 곧바로 물이 끓는 것을 경험하게 된다. 끓기 전에 시끄러운 고음(쏴~)이 발생하는 것은 그릇 바닥에 접촉한 뜨거운 물이 갑자기 기화하여 작은 기포가 발생, 팽창하며 생기는 충격파와 위로 올라오던 기포가 위쪽 찬물부분에서 소멸(붕괴)되는 과정에서 물과 물의 충돌(기포의 collapse 때 기포가장자리의 물이 안쪽으로 몰리면서 충돌)로 충격파가 발생하기 때문이다. 작은 기포의 붕괴에 의한 충격음 소리이므로 고음이 된다. 가벼운 양은냄비로 물을 끓일 때는 충격파가 그릇의 벽이나 바닥에 부딪혀서 '땅~'하는 울림 소리가 나기도 한다. 그러다가 시간이 조금 지나면 대류에 의해 물 전체의 온도가 높아지므로 아래에서 발생한 큰 기포가 물 표면까지 올라오면서 서로 합쳐지거나 표면에서 터지기 때문에 보글보글, 부글부글하는 소리가 난다. 기포가 크기 때문에 낮은음이 발생하여 부드러운 소리가 나는 것이다. 따라서 물속에 생기는 기포가 소리의 주범이라고 할 수 있으며 단위시간당 공급되는 열이 많은 즉, 화력이 강한 경우에 끓는 소리가 날 수 있지 서서히 데우는 경우는 소리가 나지 않는다.
[그림1] 끓는 물과 시리얼
도도한 강물은 소리없이 흐르지만 시냇물이 쫄쫄쫄 흐르는 것도 강물에는 기포가 적지만 시냇물은 낙차가 있는 곳에서 기포가 발생하여 터지고 진동하기 때문에 소리가 나는 것이다. 기포가 있으면 소리에너지는 1000억배나 증가한다. 즉, 110데시벨이나 소리가 커지는 것이다. 데시벨단위로 소리의 크기를 나타낸다. 소리의 기준은 1000Hz의 소리 중에서 인간이 들을 수 있는 가장 작은 소리보다 현재의 소리가 몇 배의 소리압력을 갖는지 구하여 로그로 계산한 수치이다. 로그로 계산하는 이유는 사람의 귀가 로그수치에 따라 소리의 크기를 느끼기 때문이다.
근래에 과자 종류에 우유를 부어서 식사를 대신하기도 하는데 우유를 부을 때 소리가 나는 것도 과자속의 기포가 터지기 때문이다. 또, 손가락의 관절을 꺽거나 잡아 당길 경우에도 뚝하는 소리가 난다. 왜냐하면, 손가락을 당기거나 꺽을 때 관절의 연결 부위의 압력이 갑자기 감소하므로 윤활액체에 작은 가스 기포가 발생하여 일시에 터지기 때문이다. 다시 소리가 나도록 하려면 시간을 두고 기다려야 하는데 이는 일단 더이상 터지지 않는 가스의 기포가 윤활액체 속으로 흡수될 시간이 필요하기 때문이다.
얼린 얼음을 물에 넣으면 얼음이 깨지는 소리를 듣게 되고 다시 뿌시식하는 소리를 들을 수 있다. 깨지는 소리는 얼음의 안과 밖의 온도가 달라 부분적으로 체적의 변화가 달리 일어나기 때문에 나는 소리로써 저수지의 얼음이 꽝꽝 얼을 때나, 낮에 녹을 때 찡하고 금이가는 것과 같은 원리로 발생하는 것이다. 얼음이 피이욱하고 소리가 나는 것은, 얼음에 잡혀있던 기포가 얼음이 녹으면서 표면이 기포에 닿을때 터지면서 내는 소리이다. 빙산의 남쪽이 녹아 바닷물에 떨어지면 기포 터지는 소리가 많이 나는데 멀리 떨어진 잠수함에서도 이 소리를 들을 수 있다.
모래위를 걸을 때에도 소리가 나는 경우가 있다. 이는 밟힌 부분이 체중에 의해 아래로 힘을 받아 내려가는 도중에 부분적인 비틀림으로 마찰이 일어나 소리가 나는 것이다. 모든 모래에서 소리가 나는 것은 아니고 모양이 구(球)에 가깝고, 크기가 균일한 모래를 밟을 때나 소리를 들을 수 있다. 추운날 눈을 밟으면 뽀드득 소리가 난다. 그러나 눈에서 나는 소리는 모래에서 소리가 나는 것과는 원인이 다르다. 눈이 영하 24도 이하로 차가워진 경우에 체중을 실어 밟으면 눈이 녹지 않고 깨어지는 소리가 뽀드득 나는 것이다. 따라서 눈을 밟는 소리가 나면 눈의 온도는 영하 24도 이하인 것이다. 물론 이 뽀드득 소리는 눈을 밟을 때 푸석하고 나는 소리와는 구별되는 소리이다.
[그림2] 눈위의 발자국과 장작불
생나무를 태울 경우 피식하는 소리는 나무의 뜨거워진 부분의 수액이 증발하여 기체로 분출되기 때문에 나는 소리이다. 탁탁하는 소리는 내부 기체공이 팽창하여 터지면서 내는 소리이다. 사실 불꽃도 소리를 낸다. 담배를 태울 때도 피식소리가 나는 것은 같은 이유지만 담배불 안쪽에서 나는 빠자작 소리는 불에 의해 담배 줄기가 변형되는 과정에서 나는 소리이다. 가랑잎을 태울 때에도 열변형으로 같은 소리가 난다. 밀짚이나 볏짚을 태울 때 나는 소리는 밀폐된 부분의 공기가 팽창하여 터지면서 빠져나오는 소리이다.
어려서 두개의 종이컵에 실을 매어 전화기 놀이를 한 경험이 있을 것이다. 실이 팽팽해야만 소리가 잘 들리는 것을 경험하고, 실제 소리 보다 가늘게 들리는 것을 느꼈을 것이다. 가는 소리로 들리는 것은 종이컵 바닥의 크기 때문이지만 실은 장력과 길이의 영향을 많이 받는다. 종이컵 바닥이 크다면 진동폭이 커지고 그러면 전달되는 소리의 음량도 커지게 될 것이다. 또, 소리는 종파이기 때문에 장력이 클수록 전달이 잘 되며, 실의 길이가 길수록 전달과정에서 에너지 손실이 커지기 때문에 소리가 약해진다.
----------------------------------- by Dajaehun
