소음진동의 원리모음 (가역법칙,상사법칙,역자승법칙,파서발의원리)

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가역법칙 (상반정)​

“어떤 음장에서도 음원의 세기(Sound Intensity)가 일정하다면 음원과 수음점의 위치를 바꿔도 수음점의 세기는 변하지 않는다.” 이 것을 가역법칙 또는 ‘상반정’이라 하고 물리학 전반에 관계하는 중요한 원리이다. 이 것은 마이크로폰의 상호교정법의 원리이며, 투과손실의 측정에 이용되기도 한다.

상사법칙 (모형축적)

모형실험을 수행하는 경우에 모든 물리량의 비를 같게 해야 한다. 그러한 조건을 만족시키기 위한 모든 요소의 상호관계를 “상사법칙”이라 한다. 즉, 물리량의 비는 물체의 크기의 비와 연관성이 있다. 그러나, 음파(Sound Wave)의 경우에는 파장을 모형의 축척에 맞추어 줄여야 하지만 짧아진 파장의 소리에 대한 매질 중의 흡음에 의한 감쇠 및 재료의 음향임피던스 등의 관계를 실물의 경우에 일치시킬 수 없다면 상사법칙을 만족시키지 않기 때문에 실험상의 곤란한 문제가 되고 있다.

역자승법칙(Inverse Square Law)

작은 음원으로부터 나오는 음파는 구면상을 이루면서 퍼져 나가므로 이것을 구면파라 하며 음원을 점음원(Point Source)이라한다. 실제 소음원이 크기를 갖고 있다해도 그 크기에 비해 먼 거리에서는 그것을 점음원으로 볼 수 있다. 점음원으로부터 나오는 구면파의 세기는 음원으로부터의 거리의 제곱에 역비례해서 감소한다. 즉, 거리가 2배 멀어지면 음압레벨은 6dB씩 저하된다. 이 것을 역자승법칙(Inverse Square Law)이라 한다. 소음대책을 위한 음장의 계산에 중요한 기본법칙이다. 귀에 손을 가져다 대면 크게 들리는 것처럼 느끼는 것은 사실이다. 실제로 약 6dB가 증가하는데, 이것은 사람이 2배정도 소리가 커졌다고 느끼는 정도와 상충한다. 따라서 거리가 2배 멀어지면 소리가 절반으로 줄었다고 할 수 있다.

파서발의 원리(Parseval’s Theorem)

“시간영역(Time domain)에서의 총파워(Total Power)와 주파수 영역(Frequency domain)에서의 총파워는 같다” 는 원리로서 다음과 같은 식으로 나타내어 질 수 있다.