공연장이나 터널 안에서 소리를 지르면 여러 번 반복되어 울리는 메아리 현상이 발생하는 원리를 소리 파동의 반사 작용으로 설명해 주세요.

Question

공연장이나 터널 안에서 소리를 지르면 여러 번 반복되어 울리는 메아리 현상이 발생하는 원리를 소리 파동의 반사 작용으로 설명해 주세요.

Answer 1

안녕하세요. 이충흔 전문가입니다.

공연장이나 터널처럼 벽면이 단단한 공간에서 소리를 지르면, 소리 파동이 벽에 부딪혀 튕겨 나오는 반사 작용 때문에 소리가 시간 차를 두고 되돌아오는 메아리 현상이 발생합니다.

소리는 파동 형태로 퍼져나가며 밀도가 높고 딱딱한 장애물을 만나면 에너지를 통과시키지 못하고 진행 방향을 반대로 바꾸어 반사되는 성질이 있습니다. 사람의 뇌와 귀는 본인이 낸 소리와 반사되어 돌아온 소리 사이의 시차가 약 0.1초 이상 차이가 나면 서로 다른 두 개의 소리로 또렷하게 구분할 수 있습니다. 따라서 벽면과의 거리가 최소 약 17m 이상 떨어진 대형 공연장이나 긴 터널에서 명확한 메아리를 들을 수 있습니다.

그리고 터널과 공연장에서 여러 번 울리는 이유는 터널의 콘크리트나 공연장의 벽면재는 소리를 잘 흡수하지 않는 재질이어서 파동 에너지가 쉽게 없어지지 않아 벽과 벽 사이를 핑퐁 게임처럼 여러 번 튕겨 나온 반사음들이 귀에 시차를 두고 순차적으로 도착하기 때문에 소리가 여러 번 반복하여 울리게 됩니다.