[소음] 소음의 물리적 특징

1. 소음의 물리적 성질에 대한 설명으로 옳지 않은 것은?

① 음파는 공기 등의 매질을 전파하는 소밀파로서 순음의 경우 그 음압이 정현파적으로 변화하며 그것에 대응하는 공기분자들은 진자처럼 자신의 평형위치에서 반복적으로 미소하게 변위한다.

∨② 음의 굴절은 장애물 뒤쪽으로 음이 전파되는 현상으로 굴절정도는 파장과 장애물의 크기에 따라 달라진다.

③ 음의 간섭은 서로 다른 파동사이의 상호작용을 나타내는 현상으로 중첩의 원리 보강갑섭, 소멸간섭, 맥놀이 등으로 설명할 수 있다.

④ Huyghens 원리는 하나의 파면상의 모든점이 파원이 되어 각각 2차적인 구면파를 사출하여 그 파면들을 둘러싸는 면이 새로운 파면을 만드는 현상을 말한다.

 

2. 다음 설명 중 잘못 기술된 것은?

① 호이겐스 원리란, 하나의 파면상의 모든 점이 파원이 되어 각각 2차적인 구면파를 사출하여 그 파면들을 둘러싸는 면이 새로운 파면을 형성하는 현상이다.

∨② 도플러 효과란 발음원이 이동할 때 그 진행 방향쪽에서는 원래 발음원의 음보다 저음으로, 진행 반대 방향쪽에서는 고음으로 되는 현상이다.

③ 마스킹효과란 크고 작은 두 개의 소리를 동시에 들을때 큰소리만 듣고, 작은소리는 듣지 못하는 현상

④ 마스킹효과의 특징은 저음이 고음을 마스킹 잘하고, 두음의 주파수가 비슷할 때 마스킹효과가 커지고, 두음의 주파수가 거의 같을 때는 맥동이 생겨 마스킹효과가 감소한다.

 

3. 소음 및 진동에 대한 설명으로 틀린 것은?

① 굴절은 음파가 구부러지는 현상으로 대기의 온도차와 풍속이 주요 원인이다.

② 진동의 역치값은 60dB로 인간이 느낄 수 있는 최소 진동치이다.

∨③ 마스킹효과는 주파수가 거의 같을수록 그 효과가 대단히 커진다.

④ Reynaud's 현상이란 진동에 의한 말초혈관의 혈액순환장애이다.

 

4. 음폐작용(masking효과)에 대한 설명으로 틀린 것은?

∨① 음의 특성 중 회절에 의한 현상이다.

② 두음의 주파수가 거의 같을 때에는 맥동이 생겨 마스킹 효과가 감소한다.

③ 크고 작은 두 소리가 동시에 들릴 때 큰소리만 듣고 작은소리는 못 듣는 현상이다.

④ 저음이 고음을 잘 마스킹한다.

⑤ 두음의 주파수가 비슷할 때에는 마스킹효과가 대단히 커진다.

 

5. 다음 중 소음의 특징에 대한 설명으로 옳지 못한 것은?

① 순음은 그 음압이 정현파적으로 변화하며 공기분자를 매질로 전파되는 소밀파이다.

② 음의 간섭은 서로 다른 파동사이의 상호작용으로 나타나는 현상으로 보강간섭, 소멸간섭, 맥놀이현상 등이 있다.

③ 회절은 장애물 뒤쪽으로 음이 전파되는 현상으로 파장과 장애물의 크기, 물체의 틈의 크기에 따라 달라진다.

∨④ 음원보다 풍속이 클 때 바람의 위쪽인 풍상 측에는 음이 지면으로 굴절한다.

⑤ 두음의 주파수가 비슷할 때에는 마스킹효과가 대단히 커지지만 거의 같을 때는 맥동이 생겨 마스킹효과가 감소한다.

 

6. 다음 소리의 특성에 관한 설명을 바르게 한 것은?

∨① 마스킹 효과는 청취명료도가 소음에 따라 저하될 때와 관계가 깊은 현상으로 저음이 고음을 잘 마스킹하고, 두음의 주파수가 비슷할 때는 마스킹효과가 대단히 커지지만, 주파수가 거의 같을 때는 맥동이 생겨 마스킹효과가 감소한다.

② 발음원이 이동할 때 진행방향 쪽에서는 원래음보다 저음으로, 진행하는 반대방향에서는 고음으로 들리는 현상을 도플러효과라 한다.

③ 굴절은 음이 장애물 뒤쪽으로 전파되는 현상으로 파장이 크고, 장애물이 작고, 물체의 틈이 작을수록 회절이 잘되며, 낮은 주파수의 음이 고주파 음에 비해 회절하기가 쉽다.

④ 소리는 서로 다른 파동사이의 상호작용으로 중첩효과가 나타나는데 그 대표적인 것에는 음폐작용이 있다

 

7. 다음 기술한 내용 중 틀린 것은?

① Huyghens의 원리는 소리나 진동과 같은 파형이 확산될 때 하나의 파면상의 모든 점이 파원이 되어 새로운 파면을 만드는 현상을 말한다.

∨② Reynaud's phenomenon 은 특히 공사장, 건설현장 같은 곳에서 일하는 근로자들에게 나타나는 소음공해로 인해 발생하는 신체적 피해현상이다.

③ 맥놀이 현상이란 진동수가 약간 다른 두음을 동시에 듣게 되면 보강간섭과 소멸간섭이 교대로 일어나 합성된 음의 크기가 오르내리는 현상을 말한다.

④ C5-dip 현상은 4000Hz에서 난청이 진행되는 직업성난청으로서 내이의 코르티 기관이 파손되어 발생한 난청이기 때문에 비가역적이다.

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1. 파동 

- 한 부분에서 생긴 진동이 물질이나 공간을 따라 차례로 퍼져나가는 현상 

- 파면: 파동이 진행할 때 특정시간에 같은 변위를 가지는 점들을 이어서 만든 면

- 역학적 파동 : 음파, 수면파동, 지진파

- 전자기 파동 : 빛, X-선

- 불질 파동 : 원자 세계의 입자의 운동

- 종파 : 음파

- 횡파 : 수면파동, 전자기파

- 진행파 : 음파, 전자기파

- 정상파 : 기타줄, 관악기의 소리

 

2. 음파

1) 평면파

- 파원 자체가 한 점이 아닌 직선 또는 평면이어서 파동 자체가 직선이나 평면으로 퍼져나가는 파동

- 직진성을 가지기 때문에 계속 직선 또는 평면 모양을 유지하며 한 방향으로 퍼져나간다

 

2) 구면파

- 파원 자체가 한 점일 경우 모든 방향으로 퍼질 수 있기 때문에 구형 모양으로 퍼져나가는 파동

 

3) 발산파

- 음의 세기가 음원으로부터의 거리에 따라 감소하는 파

- 거리가 멀어질수록 더욱 넓은 면적으로 퍼져나가는 파

4) 진행파

- 음파의 진행방향으로 에너지를 전송하는 파

 

5) 정재파 

- 둘 또는 그 이상의 음파에 의해 시간적으로 일정하게 반복되는 파

- 예: 튜브, 악기, 파이프오르간 등 

 

3. 음의 회절

- 장애물 뒤의 영역에서도 음이 전파되는 현상 

- 회절현상은 음이 전달될때 장애물 뒤쪽에도 음이 전파되는 현상이다.
- 음의 파장이 클수록, 장애물이 작을수록 커지게 된다.

- Huyghense 원리로 잘 설명되어진다.  

- 틈새와 장애물에서의 회절 특징
  a. 틈새에서의 평면파 회절

- 틈새가 입사음의 파장에 비해 작을 경우 입사음의 대부분은 반사되지만 일부의 음은 틈새를 통해 점음원으로 구면파 회절을 함
- 틈새가 입사음의 파장에 비해 큰 경우에는 대부분의 입사음이 평면파로 회절됨.

  b. 장애물에 의한 평면파 회절
- 입사음의 파장이 동일할 경우 장애물이 클수록 음의 그림자 영역(암역, shadow zone)이 증가함.
- 입사음의 파장이 크고, 장애물이 작을수록 회절현상이 잘 이루어짐.
- 도로변에 설치된 방음벽의 원리가 해당됨.

 

4. 음의 굴절 

- 한 매질에서 타 매질로 통과할 때 구부러지는 현상

- 공기의 상하 온도 차이에 의해 발생한다 

- 음속이 낮은 쪽으로 굴절한다

- 온도가 낮은 쪽으로 굴절한다

- 바람이 불어가는 방향으로 굴절한다

 

5. 음의 간섭 

1) 정의

서로 다른 파동사이의 상호작용으로 나타나는 현상으로, 2개 이상의 같은 성질의 파동이 동시에 어느 한 점을 통과할 때, 그 점에서의 진폭은 개개 파동의 진폭을 합한 중첩의 원리가 적용 되어 새로운 소리가 되는 현상

 

2) 종류 : 보강간섭, 소멸간섭, 맥놀이(Beating)

(1) 보강간섭 

- 2개의 음이 서로 간섭하여 합성된 음이 개개의 어느 음보다 증가하는  현상

- 마루는 마루끼리, 골은 골끼리 만나 진폭이 커지는 것.

(2) 소멸간섭

- 2개의 음이 서로 간섭하여 합성된 진폭은 개개의 어느 음보다 작아지는 현상

- 마루는 골과, 골은 마루와 만나면서 진폭이 감소하는 것.

(3) 맥놀이   

- 주파수가 약간 다른 2개의 음원이 만날때, 보강간섭과 소멸간섭이 교대로 이루어져 큰소리와 조용한 소리가 주기적으로 반복되는 현상

- 맥놀이는 파동이 공간의 한 점에서 시간에 따라 진폭이 변하는 현상으로 비슷한 주기의 두 진동이 합성되었을 때에 나타나게 된다

 

(4) 도플러 효과 

- 어떤 파동의 파동원과 관찰자의 상대속도에 따라 진동수와 파장이 바뀌는 현상

- 소리와 같이 매질을 통해 움직이는 파동에서는 관찰자와 파동원의 매질에 대한 상대속도에 따라 효과가 변한다.

- 빛이나 일반상대성이론에서의 자기력과 같이 매질이 필요 없는 파동의 경우 관찰자와 파동원의 상대속도만이 도플러 효과에 영향을 미친다.

 

6. 마스킹효과

- 강한 큰 소리(방해음) 때문에 듣고자 하는 소리의 주파수가 더 낮아져 잘 들리지 않게 되는 현상

- 음파의 간섭에 의해 일어난다 

- 저음이 고음을 잘 마스킹한다

- 두음이 주파수가 비슷할때 마스킹효과가 커진다

- 두음의 주파수가 거의 같을 때 맥동이 생겨 마스킹 효과가 감소한다

- 마스킹 소음의 레벨이 높을수록 마스킹되는 주파수의 범위가 늘어난다  

 

출처

https://m.blog.naver.com/PostView.naver?isHttpsRedirect=true&blogId=vs72&logNo=10021867721

http://bnenc.co.kr/gnuboard4/bbs/board.php?bo_table=sub0301&wr_id=7&page=0

http://www.nsv.co.kr/n2_engineering/theory_view.asp?idx=693&page=1&pagekey=351&search=&n=25

https://www.scienceall.com/%ED%8F%89%EB%A9%B4%ED%8C%8Cplane-wave-2/