두 악기가 같은 음을 연주하면
무엇이 같고 무엇이 다를까?
피아노와 바이올린으로 똑같은 '도'를 눌러 본다. 같은 음인데… 분명히 다르게 들린다. 두 소리, 무엇이 같고 무엇이 다른지 직접 들어 보자.
눈에 보이지 않는 소리를 파동의 모습으로 바꿔 주는 도구로, 그 비밀을 풀어 본다.
소리의 특성을 진폭, 진동수, 파형 등 과학적 용어로 설명할 수 있다.
모든 소리의 시작은 떨림이다
기타 줄을 튕기면 왜 멀리 있는 내 귀까지 소리가 올까? 줄의 진동이 공기를 진동시키고, 그 진동이 물결처럼 퍼져 귀에 닿는다 — 직접 튕겨서 확인해 보자.
🎸 기타 줄 실험 — 진동의 여행
줄을 클릭해서 잡아당겼다 놓거나, 버튼으로 튕겨 보자. ① 줄의 진동 → ② 공기(매질)의 진동 → ③ 귀 순서로 전달된다!
🗣️ 목소리
성대가 떨려요. 목에 손을 대고 "아—" 해 보면 떨림이 느껴져요!
🥁 북
가죽(막)이 떨려요. 친 직후 손을 대면 떨림이 멈추며 소리도 끊겨요.
🔊 스피커
떨림판이 떨려요. 재생 중인 스피커에 살짝 손을 대 보세요.
🧠 스스로 확인하기
소리가 나고 있는 물체들의 공통점은 무엇일까?
✅ 소리 나는 물체는 반드시 떨리고 있다! 떨림(진동)을 멈추면 소리도 즉시 사라져요. 소리굽쇠를 울린 뒤 손으로 잡으면 소리가 뚝 끊기는 이유죠.
소리 분석 실험실
슬라이더로 소리를 직접 만들어 보자. 화면의 오실로스코프에 파동의 모습이 그려지고, 동시에 소리도 들린다. 무엇을 바꾸면 무엇이 변하는지 직접 발견해 보자.
💡 느린 화면은 1초 동안의 진동을 천천히 그린 모습이에요(교과서 그림처럼). 실제 소리는 훨씬 빠르게 진동해서 눈에 보이지 않지만, 실제 소리 버튼을 누르면 진짜 오실로스코프 화면도 볼 수 있어요.
🔍 발견 미션 — 무엇이 무엇을 바꿀까?
먼저 예측하고, 위 실험실에서 직접 바꿔 본 뒤 답을 골라 보자. (교과서 탐구 과정 3·4·5)
세기가 다른 소리는 무엇이 다를까?
✓ ▾실험실에서 진동수와 파형은 그대로 두고 진폭만 크게/작게 바꿔 보자. 큰 소리와 작은 소리의 파동은 무엇이 다를까?
✅ 진동수는 같고, 진폭이 다르다. 소리의 세기(크기)는 파동의 진폭으로 정해져요. 북을 세게 치면 진폭이 큰 큰 소리, 약하게 치면 진폭이 작은 작은 소리가 나죠.
높낮이가 다른 소리는 무엇이 다를까?
✓ ▾이번엔 진폭과 파형은 그대로 두고 진동수만 높게/낮게 바꿔 보자. 높은 소리와 낮은 소리의 파동은 무엇이 다를까?
✅ 진폭은 같고, 진동수가 다르다. 소리의 높낮이는 파동의 진동수로 정해져요. 진동수가 클수록(파동이 촘촘할수록) 높은 소리가 납니다.
같은 세기·높낮이인데 다른 악기 소리는?
✓ ▾진폭과 진동수는 그대로 두고 파형만 바꿔 보자(사인파 → 톱니파…). 소리가 어떻게 달라지지?
✅ 진폭·진동수가 같아도 파형이 다르면 음색이 다르다. 피아노와 바이올린이 같은 '도'를 쳐도 다르게 들리는 이유! 파동의 모양(파형)이 곧 소리의 맵시(음색)예요.
소리에 따라 파동은
어떻게 다르게 나타날까?
소리의 세 가지 특성과 파동의 세 가지 모습을 짝지어 보자. 각 화면의 ▶ 버튼으로 두 소리를 직접 비교해 들을 수 있다.
진동수 = 파동을 전달하는 매질이 1초 동안 진동하는 횟수
단위: Hz(헤르츠) — 3 Hz면 매질이 1초에 3번 위아래로 왕복!
📐 세로축=매질의 위치, 가로축=시간. 재생하면 파란 매질 점이 실제로 위아래로 진동하며 그래프를 그려요. 🐢 천천히 보기로 1번 진동(중심→마루→골→중심)을 또렷이 관찰해 보세요!
같은 악기로 세게/약하게 칠 때 — 큰 소리는 진폭이 크고, 작은 소리는 진폭이 작다. 진동수는 그대로다.
아래 과학 버전 뜻을 알맞은 용어 칸으로 드래그해 놓아 보세요. (탭해서 옮겨도 돼요)
같은 악기로 높은/낮은 음을 낼 때 — 높은 소리는 진동수가 크다(파동이 촘촘). 진폭은 그대로다.
빈칸(부등호)을 먼저 머릿속으로 채우고, 눌러서 확인해 보자.
실로폰의 긴 막대를 치면 낮은 소리, 칼림바의 긴 부분을 튕겨도 낮은 소리! 긴 것은 무겁고 천천히 진동해서(진동수 작음) 낮은 소리가 나요. 막대를 눌러 확인해 보자.
막대를 눌러 보세요!
진동수 슬라이더를 움직이며 무엇이 변하고 무엇이 안 변하는지 찾아보자. 힌트: 초록 점(파동의 마루)이 달리는 빠르기를 잘 봐!
세기·높낮이가 같아도 — 악기마다 파형이 다르면 다른 소리로 들린다. 진폭·진동수는 같고 모양만 다르다.
✅ 개념 확인 퀴즈
정리 점검1 / 3방금 배운 세 가지(진폭·진동수·파형)를 짧게 확인해 봐요. 먼저 생각하고 골라 보세요!
🎼 소리를 내는 악기들
교과서에 나온 악기들이 소리의 특성과 어떻게 연결되는지 살펴보자.
🎸 기타
줄의 떨림이 공기를 진동시켜 소리가 퍼져요. 빠르게 떨릴수록 높은 소리.
🥁 북
치는 세기로 진폭을 바꿔요. 세게 = 큰 소리.
🎹 칼림바
길이가 다른 금속 막대로 진동수를 바꿔 높낮이를 만들어요. (1954년 휴 트레이시 고안)
🎵 팬 플루트
관의 공기 길이로 높낮이를 조절. 짧은 관일수록 높은 소리.
🎶 실로폰
막대 길이가 짧을수록 진동수가 커서 높은 소리가 나요.
🎷 오보에
온도·습도에 강하고 멀리 잘 전달돼, 관현악단 조율의 기준('라' 음)이 돼요.
🎵 각 악기의 ▶ 버튼을 누르면 그 악기 특유의 음색(파형)으로 짧은 가락을 들려줘요. 같은 가락이어도 악기마다 다르게 들리는 걸 느껴 보세요.
악보를 파동으로 그려 보자
아래 악보를 같은 악기로 '점점 세게' 연주했어요. 가운데 (나) 소리의 파동만 주어졌을 때, (가)와 (다)의 파동을 예측해 보자.
(가) 소리의 파동
(나) 소리의 파동 기준
주어진 소리예요. (가)·(다)를 이 소리와 견주어 예측해 보세요.
(다) 소리의 파동
✅ (가)는 (나)보다 진폭·진동수가 작고, (다)는 (나)보다 진폭·진동수가 크다. '점점 세게'이면서 음도 높아지므로 (가)→(다)로 갈수록 파동은 점점 커지고 촘촘해져요. 단, 모두 같은 악기로 연주했으니 파형은 셋 다 같습니다.
🎤 스스로 확인하기 — 음보정(오토튠)의 과학
요즘 노래 영상엔 음정을 정확히 다듬는 음보정(오토튠)이 쓰여요. 「미미미누 · 첫 만남은 너무 어려워」의 보정 전 / 후를 듣고 답해 보자.
음이 살짝 낮게(불안정하게) 나던 부분을 음보정으로 정확한(더 높은) 음이 되도록 끌어올렸어요. 이때 그 소리의 파동은 무엇이 달라졌을까?
✅ 진동수가 바뀐다. 음보정은 소리의 높낮이를 조정하는 것 = 진동수를 정확한 목표 값으로 맞추는 것! 음을 높이면 진동수가 커지고 파동이 더 촘촘해져요. (세기·음색은 그대로, 높낮이만 손봐요.)
🔧 선생님용 — 위 ▶버튼의 href="#"를 실제 보정 전/후 영상 링크로 바꿔 주세요. (id: pcBefore / pcAfter)
⚔️ 배틀 퀴즈!
🎯 목표 소리를 듣고 보면서, 아래 슬라이더로 진폭·진동수·파형을 똑같이 맞춰 보세요!
🌙 교과서 밖 이야기
교과서가 살짝만 보여 준 '그다음'이 궁금하다면. 모두 교육과정 밖 심화예요 — 시험엔 안 나오지만, 알면 소리가 다르게 들릴지도?
🧙 푸리에의 마법 — 모든 파형의 비밀 레시피 교육과정 밖 심화
200년 전 수학자 푸리에는 놀라운 사실을 증명했어요 — 아무리 복잡한 파형도, 단순한 사인파 여러 개를 더한 것과 같다! 거꾸로 말하면, 어떤 소리든 "사인파 재료들"로 분해할 수 있다는 뜻이죠. 이 분해 기술이 바로 푸리에 변환이에요.
🎧 MP3 압축
소리를 사인파 성분으로 분해 → 귀에 안 들리는 성분만 삭제 → 용량 1/10!
🗣️ 음성 인식
"시리야~"를 알아듣는 첫 단계가 목소리의 푸리에 분해예요.
🎤 목소리 지문
사람마다 사인파 재료의 배합(성문)이 달라 — 범죄 수사에도 쓰여요!
🎨 파형의 비밀: 배음과 합성파 교육과정 밖 심화
실제 악기 소리는 하나의 진동수가 아니라, 기본음 + 여러 배음이 합쳐진 '합성파'예요(= 푸리에 합성!). 어떤 배음을 얼마나 섞느냐가 바로 음색! 🔬 분해해서 보기로 켜면 각 배음(가는 선)이 서로 보강(위+위=더 크게)·상쇄(위+아래=작아짐)돼 굵은 결과 파형이 만들어지는 걸 볼 수 있어요.
⏱️ 주기와 진동수 교육과정 밖 심화
진동수가 1초 동안 진동한 횟수라면, 주기는 1번 진동하는 데 걸리는 시간이에요. 둘은 서로 반비례해요.
예) 진동수 2 Hz → 주기 0.5초. 진동수가 클수록 주기는 짧아져요.
(교과서에서는 진동수만 다루고 주기는 깊이 다루지 않아요.)
🎵 옥타브의 비밀: 진동수 2배 교육과정 밖 심화
한 옥타브 높은 음은 진동수가 정확히 2배예요. 음을 눌러 실제 진동수로 들어 보세요.
| 음계 | 진동수 (Hz) | 듣기 |
|---|---|---|
| 도 (C4) | 261.63 | ▶ 재생 |
| 미 (E4) | 329.63 | ▶ 재생 |
| 솔 (G4) | 392.00 | ▶ 재생 |
| 시 (B4) | 493.88 | ▶ 재생 |
| 높은 도 (C5) | 523.25 | ▶ 재생 |
👂 소리의 여행 — 파동에서 뇌까지 교육과정 밖 심화
공기의 진동(파동)이 귀를 거쳐 어떻게 '소리'가 될까요? 재생을 눌러 소리의 여행을 따라가 보세요. 각 단계를 눌러 멈춰 볼 수도 있어요.
그래서, 아무도 듣지 않은 소리는 소리일까?
숲에서 나무가 쓰러지면 공기는 누가 있든 없든 출렁여요. 떨림은 분명히 '바깥에' 실재하죠. 하지만 높낮이와 크기와 따뜻함을 가진 '소리'는, 그 떨림이 귀에 닿아 뇌가 경험으로 바꿀 때만 생겨요.
그러니 오래된 수수께끼엔 답이 있어요 — 공기의 파동은 있지만, 듣는 이 없는 '소리'는 없다고.
세상은 어쩌면 원래 고요해요. 당신이 사랑하는 음악도, 보이지 않는 떨리는 공기에서 당신의 뇌가 빚어낸 것이에요.
🌌 빛과 소리로 표현하는 미디어 아트 진로·직업
미디어 아트는 사진·영상·컴퓨터 같은 매체로 시각(빛)과 청각(소리)을 함께 다루는, 미술과 음악이 융합된 예술 분야예요. 외부 환경이나 정보를 실시간으로 반영해 작가와 관객이 상호작용할 수 있다는 점이 기존 예술과 다른 매력이죠.