소리로 유리잔 깨기 2

친구가 타고 있는 그네를 한번 밀어서 높이 올릴 수는 없다. 그네를 크게 움직이게하려면 일단 그네를 살짝 밀어보고 왕복하는 시간에 맞추어 그네에 힘을가하면 그네는 점점 크게 흔들린다. 

이때 그네가 자연스럽게 왕복하는 진동수를 고유진동수라고 한다. 힘을 가하는 시간간격을 이 진동수와 맞춰주면 그네의 진동이 커지게 된다. 이러한 현상을 공명이라 한다. 그네의 진동수가 1초에 1번 진동한다면  이를 1Hz(헤르츠)라고 하고 1초에 10번진동한다면 10Hz라고 한다. 만약 그네의 고유진동수가  3Hz인데 5Hz의 진동수로 그네를 민다면 이 에너지는 효과적으로 전달되지 못한다. 그네를 미는 타이밍이 뒤죽박죽이라면 그네를 타는게 재미 없을것이다.

라디오를 듣기 위해서 주파수(=진동수)를 맞춘다는 이야기를 한다. 만약 90MHz, 95MHz, 100MHz 의 진동수로 진동하는 전파를 방출하는 세 방송국이 있다고 하자. 라디오 수신기에는 수신기의 고유진동수를 변화시킬 수 있는 장치가 있는데 이를 조정하여 95MHz로 맞추면 95MHz의 진동에는 크게 진동하고 나머지 90MHz, 100MHz의 진동에는 크게 진동하지 않는다. 이를 이용하여 내가 원하는 방송국의 전파만 선택하여 들을 수 있다.

전자기파를 이용한 통신에는 이러한 원리가 모두 적용된다. 보통 이러한것들을 채널이라 부르는데 TV에서 말하는 채널이 그 채널이다. 무선공유기에서도 채널이 존재한다. 공유기가 많은곳에서는 이 채널을 각각 다르게 해야 혼선을 줄일수 있는데 요즘에는 공유기가 워낙 많아 채널이 부족한 경우가 생긴다. 보통의 공유기는 2.4GHz 근처의 진동수에서 채널을 나눠 가지는데 만약 공유기가 5GHz를 지원하는 경우 이를 사용하면 혼선을 줄일 수있다. 

소리는 공기분자의 진동이 퍼저나가는 것이다. 공기분자 하나하나가 가지고 있는 질량이나 에너지는 그리 크지 않지만 공명을 이용한다면 물체를 크게 진동시킬 수 있다. 이를 이용하여 소리를 가지고 유리잔을 깰 수 있다. 유리잔이 가진 고유진동수와 같은 진동수의 소리를 유리잔에 들려주면 유리잔이 크게 떨리다가 파괴되는 것이다.

2015년에 동아리시간에 아이들 보여주느라 실험실에서 촬영한 영상이다. 아이폰의 슬로모션 기능을 활용하였는데 형광등의 깜빡임이 같이 나타서 보기 조금 거슬린다.

이 영상 덕분에 방송촬영도 하였다. 방송촬영을 하고 나니 위 영상이 불만족 스러워 다시 촬영해 보았다. 

형광등의 깜빡임이 영상에 방해가 되어 따로 조명을 설치하고 바닥과 배경에는 흰종이를 깔아 촬영하였다. 촬영은 캐논 XA25로 정면, 파나소닉 GX1으로 태블릿, 아이폰7으로 슬로모션을 촬영하였다. 영상을 보니 캠코더와 아이폰은 괜찮았지만 GX1의 녹음 품질이 좋지 않았다. GX1을 가지고 음성 녹음을 염두에 두고 쓰지는 말아야 겠다.

인물사진이나 영상을 찍을 때 GX1 + 20.7조합이 괜찮았는데 이런 영상을 찍을때는 얕은 심도가 오히려 불리한것 같다. 유리잔의 고유진동수 파악하는 부분에서 유리잔의 초점이 맞지않아 보기 거슬린다. 방송국에서 촬영하는것 처럼 음성싱크를 맞추기 위해 슬레이트 대신 박수를 쳤는데 실제 편집을 해보니 반드시 필요한 작업이라고 느꼈다. 

사진 촬영을 해 준 학생이 깨지는 순간을 연사로 찍겠다고 해서 그건 거의 불가능이라고 이야기 해 주었는데.....그것이 실제로 일어났다... 대단하다.

촬영 모습

영상

촬영후 화이트 밸런스를 맞춰야지.... 하고선 깜빡했다....