맥놀이(beat) 현상

맥놀이(beat) 현상

두 개의 서로 다른 음이 동시에 울렸다. 그 소리들은 중첩되어 화면 A의 오실로스코프에 나타났다. 그리고 또 다른 한 쌍의 음이 발생해서 그들의 중첩 결과가 화면 B의 오실로스코프에 나타났다. 두 화면으로부터 우리가  알 수 있는 사실은 화면 A에 보여진 두 개의 음의 진동수가 어떠하다는 것인가

a) 진동수는 비슷하다.
b) 진동수가 더 차이난다.
c) 진동수 차이는 화면 B의 진동수 차와 거의 같다.
d) 진동수 차이는 화면 B의 진동수 차와 동일하다.
e) 어느 쌍의 음이 더 비슷한 진동수를 가지는지 화면을 보고 알 수 없다.



답은 b).

이 문제를 이해하기 위해 위쪽 그림과 같은 두 개의 측정자를생각해보자. 자 I의 눈금은 자 II의 눈금보다 간격이 조금 더 넓다. A점에서는 눈금이 일치하지만 그 아래쪽인 B에서는 일치하지 않는다. 그러나 C점에서는 다시 일치하는데 그 이유는 자 II가 완전히 한 눈금 더 지났기 때문이다.

눈금이 일치하는 곳인 A,C,E는 동일한 위상에 있다. 또는 동시화되었다고 말한다. B,D에서는 위상 또는 동시성이 차이가 난다. 조금만 생각해 보면 간격의 차이가 클수록 일치하는 점이 나타나는 곳 사이의 간격이 작아진다는 것을 알 수 있다. 만약 간격들이 매우 조금 차이가난다면 일치하는 곳은 더 적을 것이고 그 간격은 더 멀리 떨어져 나타난다. 물론 자 눈금의 간격이 일정하다면 동시성에서 벗어나는 일은 결코 없다.

 

자 위의 모든 점이 일치되거나 불일치되는 둘 중 하나다. 이제 자 위의 눈금을 음파에 비유해 보자. 눈금은 파동이 밀한 부분(압축)이고, 눈금의 사이는 파동의 소한 부분(희박)이다. II의 눈금 즉 파동은 I 위에서 보다 더 자주 나타나기 때문에 파동 II의 주파수가 파동 I의 주파수보다 더 크다.