멀티미디어 공학 (3주차) (소리의 인지)

{ 소리의 인지 }

소리란?

- 정의 : 기본적으로 파동, 가청주파수 대역 내에서의 매질의 떨림으로 전달, 전달된 떨림이 내이를 자극하여 소리로 인식

- 특징 : 모든 파동의 특징을 갖게 됨

 

파동이란?

"공간이나 물질의 한 부분에서 생긴 주기적인 진동이 시간의 흐름에 따라 주위로 퍼져 나가는 현상, 일반적으로 에너지 전달의 한 형태"

역학적 파동

- 정의 : 파동의 한 종류로 매질의 물리적 변형과 이러한 변형으로부터 발생하는 복원력에 의하여 전파되는 파동 (ex. 수면파, 음파, 지진파 등이 해당)

> 물리적 변형과 복원력이 반복되어 발생하는 파동 - > 대부분의 파동

역학적 파동 - 음파

- 음파는 공기 분자가 주변의 공기 분자들과 충돌하며 이들을 한 쪽으로 밀게 됨

- 밀림을 당한 공기 분자는 다시 그 이웃을 밀게 되는 것이 연속적으로 이어짐

- 이와 동시에 이웃을 민 매질은 그 반작용으로 다시 원래의 방향으로 밀려나게 됨

  > 이러한 관계는 공기 분자가 실질적으로 이동하지는 않으면서 진동은 공기 분자들을 따라 퍼져 나가게 함

 ex) 수면파, 음파, 지진파 등이 해당

 

횡파 (가로 파동)

- 정의 : 파동의 진행 방향에 수직으로 매질의 변위가 발생하는 파동

예시: 팽팽한 줄의 한 쪽 끝을 고정하고 다른 한 쪽에서 계속 위아래로 흔들어 주면 연속적인 파동이 줄을 따라 이동하게 됨 -> 이것이 횡파의 한 종류로 진동하는 줄의 한 점의 변위는 파동이 움직이는 방향에 수직이 됨

 

종파 (세로 파동)

- 정의 : 파동의 진행 방향과 나란한 방향으로 매질의 변위가 발생하는 파동

예시: 공기를 가득 채운 긴 관의 피스톤을 움직여 음파를 발생시킴, 피스톤을 오른쪽으로 움직이면 공기분자들이 이웃한 오른쪽으로 이동 -> 공기압의 증가 -> 증가한 공기압은 더 오른쪽의 공기분자를 밀어냄

 

반사 : 다른 두 매질의 경계에서 다른 매질로 진행하지 않고 진행 방향이 변경되는 현상

회절 : 장애물에 틈이 있는 경우 틈을 지나 휘어져 진행하는 현상, 틈과 파동의 파장 차이가 클수록 더 크게 휘어지게 되며, 틈이 작을수록 휘어짐이 더 강하게 일어나는 현상

굴절 : 다른 두 매질의 경계에서 파동의 진행 속도의 차이로 인하여 진행 방향이 변하는(꺾이는) 현상

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{ 소리의 인지 }

 

외이

- 의미 : 귓바퀴로부터 외이도를 통하여 고막의 바깥쪽까지 포함

- 역할 : 이물질을 거르고 소리를 모으는 역할, 귓바퀴를 이용하여 소리를 모아 외이도(귓구멍)로 전달

중이

- 의미 : 고막, 이소골, 유스타키오관을 포함

- 역할 : 

• 고막은 외이도를 통하여 들어온 음파에 의하여 진동
• 이 진동은 망치뼈, 모루뼈, 등자뼈로 이루어진 이소골(침소골)을 통하여 증폭되어 내이의 달팽이관으로 전달
• 유스타키오관은 중이에서 목구멍까지 길게 연결되어 외이와 내이의 압력을 조절하는 역할

😎내이

- 의미 : 난원창, 달팽이관, 반고리관, 전정기관 등으로 구성

- 역할

• 반고리관 : 반고리 모양의 3개의 뼈가 서로 직각으로 배치되어 사람의 3축 방향으로의 움직임을 인지하게 함
• 전정기관 : 림프액이 차있는 2 개의 주머니로 위치 감각을 갖게 함

1. 난원창과 달팽이관 :  내이에서 소리를 인지하게 하는 부분

> 중이의 등자뼈가 난원창을 움직임 -> 고막의 진동을 압력의 변화로 변화 -> 달팽이관 림프의 진동을 일으킴

2. 기저막 : 달팽이관의 바닥을 이루는 막

> 다양한 넓이와 길이를 가진 수천 개의 단단한 탄력 섬유로 구성

3. 전정막 : 달팽이관의 천장을 이루는 막

> 기저막(달팽이관의 바닥)

   - 난원창 부근의 기저막은 딱딱하고 짧은 섬유로 구성, 와우첨 쪽으로 갈수록 길고 연한 섬유로 구성

   - 난원창은 고주파, 와우첨 방향으로 갈수록 저주파에 반응

내이의 작동 원리

난원창과 달팽이관이 소리를 인지 -> 중이의 등자뼈가 난원창을 움직임 -> 고막의 진동을 '압력의 변화'로 변화

"달팽이관 림프의 진동을 일으킴"