3000Hz, 사람이 가장 민감하게 반응하는 주파수. 왜?

주파수는 음파의 1초당 진동수이다. 그 주파수의 단위가 Hz가 된다.
440Hz는 1초에 440번 진동한다는 의미이다.
진동이 빠를 수록 날카로운 고음소리, 진동이 느릴수록 저음에 둔탁한소리로 들린다.
사람이 들을 수 있는 주파수는 20~20,000 Hz 사이 이다.
그 중에서 인간의 귀가 가장 민감히 반응하는 주파수는 무엇일까?

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* 사람의 말소리

인간의 말소리는 모음과 자음으로 구성되는데
모음은 소리가 작으나 지속적으로 울린다. 저주파중심이다.
자음은 소리가 크고 짧고 명확하다.  고주파중심이다.
특히 자음에는 마찰음과 파열음이 많으며 우리 귀로 들었을 때 쉽게 구분되며 식별된다.  

모음 예 ) ㅏ ㅣ ㅜ 는 1500Hz 이하,
자음 예 ) ㅅ ㅆ ㅌ ㅋ ㅍ ㅊ 등은 2000Hz 이상

특히 청력손실이 있을 때 먼저 들리지 않는 소리가 자음소리이다. 
모음은 듣지만 자음을 듣지못하기 때문에 말소리는 인지하지만 내용을 알아듣지 못한다.

* 사람이 가장 민감히 반응하는 주파수의 범위

실제 주파수와 잘 들리는 주파수는 다르다. 
주파수는 작지만 우리 귀에 잘 들리며, 어떤 주파수는 충분히 커야지만 우리 귀에 잘 들린다.
보통 2000 Hz~ 5000 Hz이다.
그 중에서도 3000~4000 Hz의 영역에서 가장 민감하다.

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*  그 중에서도 3000 Hz

3000 Hz 는 우리가 가장 민감히 반응하는 주파수이다. 이는 우리 귀의 생리학적 구조 때문이다.

1. 외이도 공진
(공진 : 진폭 증가)
외이도의 길이는 2.5~3cm 정도이며, 
2700~3000 Hz 부근에서 공진이 발생해 소리가 증폭된다. 
즉 3000 Hz 가량의 주파수에서 귀가 앰프 역할을 하는 것이다.

2. 기저막 공진
달팽이관 안에 기저막이라는 얇은 막이 있다. 
이 막은 소리를 주파수별로 분리해 필터처럼 거르고있다.
특정 주파수에서 기저막은 공명한다. 

즉, 우리 귀의 생리학적 구조 상 3000 Hz 에서 공진이 두 번 일어나
크게 증폭된다.

3. Fletcher-Munson 곡선
동일 음압에서도 어떤 주파수는 크게, 어떤 주파수는 작게 들린다.
따라서 주파수마다 음압을 조절해야 우리 귀에 같은 크기로 들린다. 

SPL (Sound Pressure Level) 은 소리의 실제 크기를 뜻한다. 숫자가 클 수록 더 큰소리이다.
3000Hz에서는 음압을 55 dB SPL만 줘도 충분하기에 감도가 높은 가장 효율적인 영역이다.

4. 유모세포
유모세포는 기저막의 움직임을 전기신호로 바꾸는 감각세포이다. 
내유모세포는 청각 신호를 전달하고, 외유모세포는 증폭한다.
2000~4000Hz에서 반응속도와 민감도가 올라간다.

5. 사람의 말소리
위에서도 언급했듯 사람의 말소리,
그 중에서도 자음 영역이 2000~4000 Hz 영역에 몰려있다.

Andrea Piacquadio님의 사진: https://www.pexels.com/ko-kr/photo/3289167/

위에서도 언급했듯 사람의 말소리,
그 중에서도 자음 영역이 2000~4000 Hz 영역에 몰려있다.
우리의 대뇌피질은 사회적으로 상대방의 말을 알아듣기 위해 
그 범위에 자연스럽게 더 집중하며 민감도를 키워왔다.
특히 아기울음소리, 깨지는소리, 경고음 등은 모두 3000Hz영역이다.

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오늘은 가장 인간이 민감하게 들을 수 있는 헤르츠 영역인 3000Hz에 대해 알아보았다.
결론은 2000~4000 Hz 는 사람의 목소리에 집중할 수 있는 가장 사회적인 영역이며.
그 중에서도  3000Hz 는 인간이 경고나 위험을 감지할 수 있는 최적의 영역인 것이다.