기타연주의 물리학 |오스카 페르난도 페레즈(Oscar Fernando Perez)

전체 강의 보기: http://ed.ted.com/lessons/the-physics-of-playing-guitar-oscar-fernando-perez

지미 헨드릭스와 같은 기타의 달인들은 뜻에 따라 파동을 변화 시키고 영감과 진동을 통해 선율을 퉁길 수 있는 능력이 있습니다. 하지만 나무, 금속, 플라스틱이 어떻게 리듬, 멜로디, 음악으로 변하는 것일까요? 오스카 페르난도 페레즈가 줄 하나의 튕김에서 부터 슈레딩 코드까지 기타 연주의 물리학에 대한 자세한 설명을 해드립니다.

강의: 오스카 페르난도 페레즈, 애니메이션: 크리스 보일

지미 헨드릭스, 커트 코베인
그리고 지미 페이지

그들은 모두 슈레딩(기타 연주법)을
할 수 있습니다.

그런데 그들 손안의 이 상징적이고
기묘한 장치는 어떻게

음표, 리듬, 멜로디 그리고 음악을
만들어 내는 것일까요?

기타 줄을 튕기면 '정상파'라는
진동이 생성됩니다.

그 때 줄 위의 한 부분인
'마디점'은 전혀 움직임이 없습니다.

반대로 '반절점'은 앞뒤로
왔다갔다하며 진동을 합니다.

그 진동은 넥과 브릿지를 지나서
얇고 신축성 있는 나무가 진동하는

기타의 몸체로 이동하여

주변의 공기 분자들을
마구 밀치거나 끌어 당깁니다.

이런 연속적인 압축과정이
음파를 만들어 내며

기타 내부의 음파들은 대부분
구멍을 통해서 밖으로 빠져나옵니다.

그 음파는 마침내 여러분의 귀에 닿아

전기 자극으로 변환되면

여러분의 뇌는 그것을
소리라고 인식합니다.

그 소리의 음높이는 압축의
주파수에 따라 결정됩니다.

빠르게 진동하는 줄은
가깝고 밀집된 압축을 만들어서

고음을 냅니다.

그리고 느린 진동은 저음을 냅니다.

진동하는 줄의 주파수에는
4가지가 영향을 끼치는데

길이, 장력, 밀도, 두께입니다.

일반적인 기타 줄의 길이는 동일하고

비슷한 장력을 가지지만
두께와 밀도는 다양합니다.

두꺼운 줄일수록 느리게 진동하며
더 낮은 음을 냅니다.

여러분이 줄을 튕길 때마다

여러 개의 정상파가 생성됩니다.

음의 높이를 결정하는
최초의 기본적인 파동이 형성되고

'배음'이라는 파동들
또한 함께 형성되는데

이것들은 최초의 파동에
몇 배에 달하는 주파수를 가집니다.

이 모든 정상파들이 결합하여 풍부한
소리를 내는 복잡한 파동을 만듭니다.

기타 줄을 튕기는 방법은
우리가 듣는 배음에 영향을 줍니다.

중간 부분을 튕겼을 때는

대부분 기본음과
비정수배의 배음이 생성되며

이 소리의 반절점은
줄의 가운데에 위치합니다.

브릿지 근처에서 줄을 튕기면
주로 정수배의 배음과

좀 더 '윙~'하는 소리를
들을 수 있습니다.

서부 음악 음계는 진동하는 줄의
연속적인 배음에 기본을 둡니다.

우리가 한 음과 그 음의 첫 배음
즉 주파수가 정확히 두 배인

음을 함께 듣게 되면

소리가 매우 조화로워서
둘에게 같은 계이름을 붙였습니다.

그리고 그 둘 사이의 차이는
옥타브라 정의 하였습니다.

그리고 음계의 나머지는 그 옥타브
안에 12개의 반음으로

채워 넣었습니다.

그것들의 주파수는 각자 바로 앞의
주파수의 2^(1/12)가 높습니다.

이러한 사실로부터
프렛의 간격을 정했습니다

각 프렛은 줄의 나머지 길이를
2^(1/12)로 나눠서

주파수가 반음씩 올라갑니다.

바이올린과 같은 프렛이 없는 악기들은

음 사이의 주파수를 제한 없이
만들 수 있다는 장점이 있지만

음에 맞게 연주하는 것이 어렵습니다.

줄의 갯수와 조율은

우리가 주로 연주하는 코드
그리고 우리 손의 생물학적 기능에

맞춰서 설계되어 있습니다.

기타의 모양과 재질 또한 다양한데

이 둘의 변화에 따라 진동의
성격과 소리가 변합니다.

두 개 이상의 줄을 한꺼번에 연주하면

코드나 다른 음효과와 같은
새로운 형태의 파동이 나타나는데

예를 들어 주파수가 근접한
두 개의 음을 동시에 연주하면

그들은 합해져서 진폭이 오르고
내리는 음파를 형성하여

기타리스트들이 비트라고 부르는
고동치는 효과를 냅니다.

전자기타는 연주 할 수 있는
범위가 더욱 넓은데

진동은 동일하게 줄에서 시작하지만

픽업에의해 전자 신호로 변환되어

음파를 형성하는 스피커로 전달됩니다.

픽업과 스피커 중간에서

음파를 다양하게 처리할 수 있는데

디스토션, 오버드라이브, 와와, 딜레이
, 플랜저 등의 효과를 줄 수 있습니다.

음악의 물리학이 엔터테인먼트에만
유용다하는 생각을 한다면

이런 생각도 한 번 해보세요.

어떤 물리학자들은 이 우주의 모든것이

매우 작고 매우 팽팽한 줄들의
조화로 이루어졌다고 생각합니다.

그러니 우리의 현실 또한

범우주급의 지미 헨드릭스가
솔로연주를 하고 있는 것은 아닐까요?

분명히 귀로 듣는 것 이상의
무엇이 있다는 것은 확실하니까요.