41 파동wave의 물리학과 진동소음의 공학

파동(wave)의 물리학과 진동소음의 공학

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진동, 소음을 포함하여 에너지나 매질의 전달 및 운동에 있어서 파동(wave)의 운동학은 공학의 기본이 되는 분야로서 물리학에서 학습하고 있는 매우 중요한 파트이다. 자연의 모든 운동은 방향별로 서로 연성하는 범위까지 확장되므로 이에 대한 최고 난위도의 ‘쉬운?표현’은 ‘파동방정식, 연속계방정식, 그리고 편미분’이라고 말 할 수도 있다. 소음분야를 살펴보면 파동의 기본적인 이해가 다시 요구될 때가 있는데 대책수립시 벽의 두께나 높이 및 재질에도 관여할 때가 그렇다. 한편, 진동은 ‘mode shape’에 있어서 매우 중요한 기본이론이며 Impact test시에도 기본적으로 알고 있어야 할 사항이 바로 파동의 이해이다. 실험을 해 본 사람만 알 수 있는 이야기이긴 하다.

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파동의 기본식 및 주요사항

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인체가 발생하는 뇌파(EEG)

 인체가 발생하는 뇌파(EEG)

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바람이 왜 부는가?처럼 파동도 발생이유가 있다. 파동(Wave)은 반복의 빠르기(주파수)와 크기(진폭)을 가지고 있는 물리적 현상으로서 발생원인으로 유체와 고체 등의 압력의 변동, 전기 및 전자기의 조절에 의한 전파, 고체와 고체 또는 유체간의 마찰에 의한 진동 및 소음, 회전과 질량불평형 상태에 의한 진동소음 등이 파장을 형성한다, 하지만 인체에서도 파동이 발생한다. 바로 뇌와 귀인데 뇌에서 발생하는 파동을 뇌파라고 한다. 잠이 자는 상태나 활동중인 상태의 뇌파는 서로 다르다는 것을 상식을 통해서 알 수 있었을 것이다.

 

뇌파의 주파수별 구분

뇌파는 EEG(Electroencephalography)라 하며 사람의 뇌에서 발생하며 두뇌가 활동하는 상태에 따라서 달리 발생하는 파동(Wave)가 다르다. 유행하고 있는 뇌파를 이용하여 공부나 집중에 필요하도록 조명과 음악 등 보조역할을 주는 것 또는 장치가 이 것을 이용하는 것이다. 인체가 발생하는 주파수는 생각보다 그리 높지 않다. 참고로 멀미를 느끼는 진동주파수는 0.1~1Hz사이의 초저주파수이다. 잘 살펴보면 깨어 있을수록 고주파이고 특이한 것은 REM수면상태가 제일 고주파라는 것이다.

주파수(Hz)	EEG	설 명
0~4	δ	무의식상태(Comatose states)
4~8	θ	수면상태(Meditation), 명상
8~13	α	깨어있으나 눈감은 평안한 시간
13~30	β	일상 활동중인 상태
30~50	γ	REM수면상태           bisope

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