음파

음파는 탄성 매질(기체, 액체, 고체)의 진동을 통해 전달되는 파동의 일종입니다. 일반적으로 사람이 들을 수 있는 가청 주파수 범위(약 20Hz ~ 20kHz) 내의 진동을 의미하지만, 넓은 의미로는 가청 범위를 벗어나는 초음파(20kHz 이상)와 극초저주파(20Hz 이하)를 포함하기도 합니다.

특징

• 매질 필요: 음파는 진공 상태에서는 전달되지 않습니다. 매질 내에서 분자들의 진동을 통해 에너지를 전달하며, 매질의 밀도와 탄성률에 따라 전달 속도가 달라집니다. 일반적으로 고체 > 액체 > 기체 순으로 속도가 빠릅니다.
• 종파: 음파는 매질의 진동 방향과 파동의 진행 방향이 같은 종파입니다. 이는 파동의 진행 방향으로 매질이 압축되고 팽창되는 과정을 반복하며 에너지를 전달함을 의미합니다.
• 회절, 간섭, 반사: 빛과 마찬가지로 음파 또한 회절, 간섭, 반사 등의 파동의 일반적인 특징을 나타냅니다. 회절은 장애물을 돌아 전파하는 현상, 간섭은 두 개 이상의 음파가 만나 진폭이 커지거나 작아지는 현상, 반사는 매질의 경계면에서 음파가 되돌아 나오는 현상을 의미합니다.
• 진폭과 주파수: 음파의 진폭은 소리의 크기(데시벨, dB)를 결정하며, 주파수는 소리의 높낮이(헤르츠, Hz)를 결정합니다.

활용

음파는 다양한 분야에서 활용됩니다.

• 통신: 전화, 라디오 등에서 음성을 전달하는 데 사용됩니다.
• 의료: 초음파 검사, 초음파 치료 등에 사용됩니다.
• 탐지: 소나(Sonar)를 이용하여 수중 물체를 탐지하는 데 사용됩니다.
• 산업: 초음파 세척, 초음파 용접 등에 사용됩니다.
• 음악: 악기를 통해 다양한 음높이와 음색의 소리를 만들어 내는 데 사용됩니다.

관련 용어

• 진동수 (Frequency): 단위 시간당 진동하는 횟수 (단위: Hz)
• 파장 (Wavelength): 파동의 한 주기가 공간적으로 반복되는 길이
• 음속 (Speed of Sound): 음파가 매질 내에서 전파되는 속도
• 가청 주파수 (Audible Frequency): 인간이 들을 수 있는 주파수 범위 (약 20Hz ~ 20kHz)
• 초음파 (Ultrasound): 가청 주파수 이상의 높은 주파수를 가진 음파
• 극초저주파 (Infrasound): 가청 주파수 이하의 매우 낮은 주파수를 가진 음파