주파수란? 헤르츠와 목소리 음높이의 관계

주파수(frequency)는 단위 시간 동안 같은 현상이 몇 번 반복되는지를 나타내는 값입니다. 소리에서는 공기의 압력 변화나 진동이 1초에 몇 번 되풀이되는지를 헤르츠(Hz)로 적습니다.

헤르츠로 세는 반복 횟수

1Hz는 같은 움직임이 1초에 한 번 반복된다는 뜻입니다. 100Hz라면 1초에 100번, 1,000Hz라면 1초에 1,000번 반복됩니다. 주파수가 낮으면 한 주기가 길고, 주파수가 높으면 한 주기가 짧습니다.

주파수는 소리에만 쓰는 말이 아닙니다. 전파와 전기, 시계의 진동처럼 되풀이되는 현상에도 씁니다. 보컬에서 이 말을 볼 때는 성대 진동의 주파수인지, 배음이나 성도 공명의 주파수인지 함께 확인해야 합니다.

성대가 거의 일정하게 진동하면 목소리의 바탕이 되는 기본주파수가 생깁니다. 그 위에는 기본주파수의 정수배에 놓인 여러 배음이 함께 나타납니다. 기본주파수가 100Hz라면 200Hz와 300Hz, 400Hz 부근의 성분이 이어지는 식입니다.

이 성분들의 세기는 모두 같지 않습니다. 성대가 진동하는 방식과 성도의 모양에 따라 어떤 성분은 강해지고 다른 성분은 약해집니다. 우리가 듣는 목소리는 주파수 하나가 아니라 많은 성분이 섞인 소리입니다.

주기적인 소리에서는 기본주파수가 높아질수록 대체로 높은 음으로 듣습니다. 같은 사람이 낮은 음에서 높은 음으로 올라가면 성대 진동이 빨라지고 기본주파수도 높아집니다.

하지만 주파수와 음높이는 같은 말이 아닙니다. 주파수는 측정값이고 음높이는 사람이 듣고 판단하는 감각입니다. 기본주파수 성분이 약하거나 빠져도 배음의 간격이 남아 있으면 원래와 비슷한 음높이를 느끼기도 합니다.

같은 음높이로 부른 두 목소리가 다르게 들리는 이유는 기본주파수만으로 설명되지 않습니다. 배음의 세기와 성도의 공명, 소리에 섞인 잡음이 다르면 밝고 선명하거나 어둡고 부드러운 음색이 납니다.

피치 측정기에서 220Hz가 보인다고 해서 음색까지 같은 것은 아닙니다. 그 숫자는 주로 기본주파수를 보여 줍니다. 목소리 전체를 보려면 그 위에 놓인 배음과 스펙트럼도 함께 살펴야 합니다.