[통합 의식 모델] #3 소리와 정상파

etainclub (79)in #kr • 8 years ago (edited)

이타인클럽입니다. 이차크 벤토프의 통합 의식 모델 시리즈 글입니다.

소리는 공기가 떨려서 발생하는 것입니다. 즉 우리가 몸을 약간만 움직여 주위의 공기를 교란시켜도 소리가 발생합니다. 그래서 소리는 파동입니다.

아래 그림과 같이 줄의 특정 부분을 튕기면 정상파(standing wave)가 발생합니다.

정상파는 그 단어에서 유추되듯이 멈춰있는 파로서 진동의 마디(node)나 배(antinode)의 위치가 공간적으로 이동하지 않는 파동을 말합니다. 정상파는 다음과 같은 특징을 가집니다.

정상파는 끈의 길이를 정수배로 나눈 위치에서 끈을 튕겼을 때에만 얻어진다.

끈의 중간에 정지해 있는 지점이 있고, 끈이 틀과 연결된 양끝 두 지점도 정지에 있다. 이렇게 정지해 있는 지점을 파동의 마디라고 한다. 정지점을 제외한 모든 지점은 아래 위로 진동하고 있다.

평면에서 진동하는 2차원 정상파도 가능합니다. 유명한 것이 클라드니 판 실험입니다.

판의 진동수가 바뀔 때마다 판위의 모래알이 정상파의 마디 부분으로 몰려 들기 때문에 진동수에 따라 다양한 모양이 만들어 집니다. 그 모양이 그저 아릅답습니다.

정상파는 자동적으로 금속판의 폭과 길이를 반파장의 정수배로 나눈다. 그렇게 해야만 정상파가 존재할 수 있기 때문이다. 정상파는 매개체를 반파장의 정수배로 나누지 않으면 존재할 수 없다.

이런 현상은 3차원에서도 동일하게 발생합니다.

입자들은 이내 서로 대칭되는 3차원의 형태로 모이게 될 것이다. 입자들이 뭉쳐진 덩어리를 결정체 속의 원자에 비유한다면, 이 3차원의 형태는 마치 크게 확대한 하나의 결정체와 같은 모습이라고 할 수 있다.

최근 연구결과를 보면 정상파 발생 원리를 이용하여 3차원 상의 입자들의 위치를 마음대로 조종하는 기술도 개발되었습니다.

이와 같이 진동을 형상화하는 것을 사이매틱스(cymatics)라고 부르는데 재밌는 이와 관련한 재밌는 동영상이 있습니다.

벤은 이것에서 다음과 생각을 떠올립니다.

우리는 자연계를 구성하고 있는 기본 단위(고도로 질서잡힌 결정체)에 해당하는 3차원 물체를 만들어 본 것이다. 우리는 아무렇게나 입자가 뿌려져 있는 액체 속에 단순히 파동을 보냄으로써 이런 구조를 만들 수 있었다.

우리는 소리를 이용해서 전에는 전혀 질서가 없던 곳에 하나의 <질서>를 만들었다.

하나의 결정 구조는, 그 물체 속에서 상호작용한 <파동>의 결과라고 간주할 수 있다. 그렇다면 물질 속의 규칙적인 원자 배열은, 그 물질 속에서 상호작용한 어떤 <파동>의 결과라고 할 수 있지 않을까?

오늘의 그림 그리기: 모기의 날개짓에 의한 소리 파동