‘음파’의 전달 원리와 특성! 
‘낮말은 새가 듣고 밤말은 쥐가 듣는다’ 속담에는 사람뿐 아니라 새와 쥐도 우리가 하는 말을 듣고 옮길 수 있으니 항상 말조심을 해야 한다는 뜻이 있어요.  

그런데 왜 하필 낮말은 호랑이도 아니고 곰도 아니고 여우도 아닌, 새가 듣는 것일까요? 또 밤말은 외양간의 소도 아니고 부뚜막의 강아지도 아닌 쥐가 듣는 것일까요? 매우 날카로운 관찰력이 돋보이는 이 속담 속 과학적 원리는 무엇인지 알아봅시다.  

‘소리’가 귀로 들리기까지 
우리 속담에 친숙하게 등장하는 동물 가운데 하필이면, 새와 쥐가 선택된 이유! 바로 소리 파동인 ‘음파’의 성질과 관계가 있기 때문입니다. 우리가 들을 수 있는 소리는 물체의 진동으로 발생해요.    

무엇인가 물체를 건드려서 물체가 ‘우웅~’하고 진동하면 작든 크든 이 파장은 공기로 전달됩니다. 공기로 전달된 파장은 공기를 진동시키는데요. 진동된 그 공기가 우리 귓구멍으로 들어와 고막을 두드렸을 때 비로소 ‘소리’를 들을 수 있게 되는 거예요. 이 모든 과정은 아주 빠른 속도로 이루어지죠. 

음파, 고체·고온에서 빨리 전달된다!   
그런데 이러한 소리 즉 ‘음파’는 매우 재미있는 특성을 갖고 있어요. 음파가 전달되는 속도는 각각 고체, 액체, 기체 속을 지나갈 때 달라지고, 온도에 따라서도 영향을 받는다는 것입니다. 

음파는 액체나 기체보다 고체에서 더 빨리 전달돼요. 이유는 고체 속에 있는 분자 간의 거리가 액체나 기체보다 가깝기 때문이에요. 또한 저온보다 고온에서 더 빠르게 전달돼요. 온도가 높으면 분자의 움직임이 활발해지기 때문이죠. 이러한 음파의 성질이 ‘낮새밤쥐’와 무슨 관계가 있냐고요?  

하늘로 땅으로 ‘굴절’되는 소리!
낮 하늘로 퍼지는 소리 

우선 태양 빛을 받은 낮에는 땅의 온도가 높은 하늘의 온도보다 더 빠르게 올라가요. 고체인 땅이 다른 액체나 기체보다 빨리 뜨거워지고 빨리 식는 이유와도 같아요. 그래서 낮에는 지면과 상공의 온도 차가 발생합니다. 음파는 뜨거운 지면에서는 속도가 빠르게 전달되고 상대적으로 온도가 낮은 상공으로 올라갈수록 속도가 느리게 전달됩니다.   

낮에 어떤 사람이 땅 위에 서서 “악!”하고 소리를 질렀다고 생각해보세요. 소리는 공기를 타고 동시에 사방팔방으로 퍼져나가게 됩니다. 그런데 이때 아래쪽 지면 가까이에 있는 뜨거운 공기를 탄 소리는 앞쪽으로 빠르게 나아 가려고 할 거예요.   

하지만 반대로 위쪽으로는 찬공기 때문에 소리가 전달되는 속도가 느려지겠죠? 그러다 보니 소리는 앞으로 쭉 나가지 못하고 따뜻한 공기에서 찬 공기쪽으로 휘어지는 ‘굴절’ 현상이 발생하게 됩니다. 그렇게 소리는 지면에서 상공 쪽으로 퍼지는 모양이 돼요.   

그래서 낮에 하는 말은 땅에 있는 동물보다 저 상공을 날아다니거나 높은 나무 위에 앉아 있는 새에게 더 잘 들릴 수밖에 없습니다. 


밤 땅으로 퍼지는 소리 

밤에는 이와 반대 현상이 나타나요. 밤에는 고체인 지표면이 상공보다 빨리 식게 돼요. 온도가 내려가면 음파는 진동 속도가 느려져서 위로 높이 올라가 퍼지지 못하고 아래로 깔리게 됩니다. 그러니 밤에는 높은 곳보다는 땅에서 샤샤샥 하고 분주하게 움직이며 돌아다니는 쥐들이 더 잘 듣게 되는 것이죠.   

아주 오랜 옛날 음파의 원리를 알게 된 그 누군가가 있었고, 그는 이 엄청난 원리를 쉽게 전달하고자 짧고 강렬한 한 문장으로 남기겠다고 결심합니다. 그래서 탄생한 문장이 ‘낮말은 새가 듣고 밤말은 쥐가 듣는다’였다면? 그는 아마도 위대한 과학자이자 천재 문장가로 남게되지 않았을까요?   

 

정보 플러스+ 
소리의 3가지 요소 
소리를 구성하는 3가지 요소에는 소리의 ‘크기’, ‘높낮이’, ‘맵시’가 있어요. 소리의 크기는 소리의 세기와도 같은 말로 음파의 진폭에 의해 결정되는데, 진폭이 클수록 큰 소리가 나요.   

소리의 높낮이는 음파의 진동수에 의해 결정되며, 진동수가 많을수록 높은 소리를 냅니다.   

소리의 맵시는 음파의 모양을 말하며, 같은 크기와 높낮이를 가진 소리라고 해도 음파의 모양이 다르면 다른 소리로 들린답니다.    

자료 제공. 지브레인  

 *에듀진 기사 URL: http://www.edujin.co.kr/news/articleView.html?idxno=37464
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