음파(Sound Wave)의 반사와 확산 및 음과의 거리

음파(Sound Wave)의 반사와 확산 및 음과의 거리

 

 

1. 음의 반사와 확산

옥외에서 음파는 음원에서부터 구면파(球面波)상태로 퍼지고 음원에서 거리가 떨어지면서 급격히 감쇄한다. 실내에서의 음파는 옥외보다 더 복잡한 양상을 띠어 벽/천장/바닥과 같은 실의 경계면에서 음의 반사/흡음/확산/잔향/공명현상이 발생하게 된다.

이와같이 실내음향현상은 그 실의 음향상태에 큰 영향을 줄 뿐 아니라 사용목적에서 본 음향성질을 평가하게도 된다. 실내에서 음파행동은 광원에서 광선의 직선진행 또는 광선의 반사현상과 같이 취급 단순화하고 있다. 건축 음향학에서 음파의 행동을 광선의 행동과 동일하게 취급하는 방법을 기하음향학이라고 한다.

 

 

2. 실내음파의 행동과 주파성질에 따라 변하는 모양

凸(볼록한)면에서의 반사는 실내의 반사음을 확산하게 하는 경향이 있고, 凹(오목할)면은 집중하는 경향이 있다. 그러나 음파는 음의 파장( C : 음속, F : 주파수)과 반사체 또는 확산체의 효과에 따라 달라진다.

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(C : 음속, F : 주파수)과 반사체 또는 확산체의 효과에 따라 달라진다.

 

 

3. 음과거리

음파는 음원을 중심으로 구의 표면적

과 같이 퍼진다. 구의 표면적은 반경r의 제곱에 비례하므로 어느점의 음압레벨은 r의 제곱에 반비례한다. 즉, 음파가 점(點)음원일 때는 거리의 비가 2배로 되었을 때마다 6dB 만큼 감쇄한다. 이것은 건축음향학에서 역자승법칙으로 널리 알려져 있고 다음식으로 계산한다.

 

 

4. 역자승 법칙

자유공간에서의 음파는 音線거리 r 제곱에 역비례하여 감소한다

또한, 음원의 위치가 고정된 점(點)음원일 때 음원에서 최초의 거리 L1 과 다음의 거리 L2의 2점간의 음압레벨(SPL)은 다음 식으로 계산한