19세기 내내 미국 음향학이 유럽에 뒤쳐져 있었을 때, 미국의 음향학자인 앨프레드 메이어는 미국의 실험 음향학을 유럽의 수준으로 끌어올리는 데 크게 기여했다. 그는 파리에 머물면서 악기 제작자인 쾨니히와의 협동 연구를 통해 실험 기술을 전수 받았고 영국을 방문하여 레일리를 비롯한 앞선 연구자들의 연구 능력을 배우는 기회를 갖기도 했다. 이러한 노력의 결과로 메이어는 온도에 따른 음속 변화를 이용한 음향 고온계의 개발, 선택적 공명에 의한 모기 청각의 발견, 소리의 잔류 감각 지속의 공식화, 소리의 방향을 찾아내는 토포폰의 개발, 음의 진동수를 가시화 하는 장치 등 독창적인 성과를 통해 유럽에서 명성을 얻었다. 그는 유럽의 음향학에 독창적인 연구 성과를 더했을 뿐 아니라 음향학을 물리 교육에도 활용함으로써 차세대 미국 음향학자들의 배출에 기여했다.
19세기 내내 미국 음향학이 유럽에 뒤쳐져 있었을 때, 미국의 음향학자인 앨프레드 메이어는 미국의 실험 음향학을 유럽의 수준으로 끌어올리는 데 크게 기여했다. 그는 파리에 머물면서 악기 제작자인 쾨니히와의 협동 연구를 통해 실험 기술을 전수 받았고 영국을 방문하여 레일리를 비롯한 앞선 연구자들의 연구 능력을 배우는 기회를 갖기도 했다. 이러한 노력의 결과로 메이어는 온도에 따른 음속 변화를 이용한 음향 고온계의 개발, 선택적 공명에 의한 모기 청각의 발견, 소리의 잔류 감각 지속의 공식화, 소리의 방향을 찾아내는 토포폰의 개발, 음의 진동수를 가시화 하는 장치 등 독창적인 성과를 통해 유럽에서 명성을 얻었다. 그는 유럽의 음향학에 독창적인 연구 성과를 더했을 뿐 아니라 음향학을 물리 교육에도 활용함으로써 차세대 미국 음향학자들의 배출에 기여했다.
While American acoustics had been lagged behind European one in the nineteenth century, Alfred Mayer greatly contributed to enhance American experimental acoustics. He inherited experimental skills in collaboration with Koenig in Paris, and got chances to obtain research ability from leading researc...
While American acoustics had been lagged behind European one in the nineteenth century, Alfred Mayer greatly contributed to enhance American experimental acoustics. He inherited experimental skills in collaboration with Koenig in Paris, and got chances to obtain research ability from leading researchers such as Rayleigh during his visit to England. His accomplishments, which brought him fame in Europe, included the creation of the acoustic pyrometer which measured the high temperature by means of the thermal change of the sound velocity, the discovery of mosquito's hearing by selective resonance, the formalization of the duration of the residual sensation of sound, the invention of the topophone which searched for the direction of the sound source, the construction of the apparatus for visualizing the frequency of sound and so on. He not only added new research results to Europe's acoustics but applied acoustics to physical education to help produce the next generation of American acousticians.
While American acoustics had been lagged behind European one in the nineteenth century, Alfred Mayer greatly contributed to enhance American experimental acoustics. He inherited experimental skills in collaboration with Koenig in Paris, and got chances to obtain research ability from leading researchers such as Rayleigh during his visit to England. His accomplishments, which brought him fame in Europe, included the creation of the acoustic pyrometer which measured the high temperature by means of the thermal change of the sound velocity, the discovery of mosquito's hearing by selective resonance, the formalization of the duration of the residual sensation of sound, the invention of the topophone which searched for the direction of the sound source, the construction of the apparatus for visualizing the frequency of sound and so on. He not only added new research results to Europe's acoustics but applied acoustics to physical education to help produce the next generation of American acousticians.
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문제 정의
이 논문은 19세기 미국 음향학의 역사에서 지금까지 주목받지 못했으나 핵심적인 역할을 한 메이어의 업적과 그의 음향학의 성격을 출판된 논문과 미출판 자료를 분석함으로써 살펴보고자 한다. 이를 통해 메이어를 19세기 후반 동안 미국 음향학의 선구자이며 중심 인물로 새롭게 자리매김하고자 한다.
이 책은 최신 연구 성과를 반영한 130가지의 음향학시험들을 수행하는 방법과 그로부터 배울 수 있는 사실들을 자세히 풀어 놓았다.
이 논문은 19세기 미국 음향학의 역사에서 지금까지 주목받지 못했으나 핵심적인 역할을 한 메이어의 업적과 그의 음향학의 성격을 출판된 논문과 미출판 자료를 분석함으로써 살펴보고자 한다. 이를 통해 메이어를 19세기 후반 동안 미국 음향학의 선구자이며 중심 인물로 새롭게 자리매김하고자 한다.
제안 방법
이 방법은 쾨니히의 액주식 캡슐 불꽃 표시장치 2대를 활용하여 음원인 오르간 파이프 입구에서의 공기의 진동과 음원에서 떨어진 거리에 놓인 공명기 입구의 공기의 진동을 각각 가시화하여 비교함으로써 위상의 차이를 감지하는 방식으로 이루어졌다 (Fig. 1).
메이어는 토포폰을 배에 고정하는 형태와 개인이 휴대하는 형태 두 가지로 개발하였다.
대상 데이터
이 논문이 조셉 헨리의 눈에 띄게 되었고 그의 도움으로 메이어는 20세에 메릴랜드 대학 (University of Maryland) 의 물리학 및 수학 조교수가 되 었고 23세에는 미주리 주의 풀턴 (FHton) 에 있는 웨스트민스터 대학 (Westminster College)의 물리과학 교수가 되었다.
Mary's College)에서 고전학을 공부했으나 오히려 과학 쪽에 흥미를 가지고 있었으므로 그에 대한 독학과 기술 교육을 거친 후에 19세에 최초로 탄산 제조에 관한 연구 논문을 발표했다. 이 논문이 조셉 헨리의 눈에 띄게 되었고 그의 도움으로 메이어는 20세에 메릴랜드 대학 (University of Maryland)의 물리학 및 수학 조교수가 되었고 23세에는미주리 주의 풀턴 (Fulton)에 있는 웨스트민스터 대학(Westminster College)의 물리과학 교수가 되었다. 그는1863년부터 65년까지 파리에서 유명한 실험연구자인 르뇨 (Henri Victor Regnault) 밑에서 고등 물리학, 수학, 생리학을 배웠다.
성능/효과
[2], 세이바인은 하버드 대학 물리학과에서 음악 홀의 음향학을 연구하면서 잔향 이론의 수식화에 성공함으로써 미국 음향학의 새로운 가능성을 열었다.
실험 관찰 결과, 이러한 메이어의 예측은 적중하여 빨간 집모기 (culex mosquito)의 수컷의 섬모 중 일부가 특정한 음에 반응하여 진동할 때 다른 섬모들은 거의 멈춰 있었다.
이 기구를 사용하면 지상이든 해상이든 어떤 지점에 관찰자가 있든 소리가 나는 방향을 정확하게 알아낼 수 있었다.
이 실험의 결과는 소리의 진동수가 높아짐에 따라서 그 소리에 대한 잔류감각의 지속 시간이 점차 감소하는 것으로 나타났다.
일정한 거리를 두고 떨어진 두 지점에서 동일한 음원의 방향을 정확하게 알아내면 삼각측량법을 동원하여 음원의 위치를 정확하게 알아낼 수 있었다.
참고문헌 (19)
Robert T. Beyer, Sounds of Our Times: Two Hundred Years of Acoustics (Springer, New York, 1999), pp.232-233
Emily Thompson, Soundscape: Architectural Acoustics and the Culture of Listening in America, 1900-1933 (MIT Press, Cambridge, 2002), pp.33-44
Jonathan Sterne, The Audible Past: Cultural Origins of Sound Reproduction (Duke University Press, Durham & London, 2003), Chapter 2
Beyer, Op. Cit., pp. 104-108
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I. B. Cohen, "Mayer, Alfred Marshall," in C. C. Gillispie ed. Dictionary of Scientific Biography, (Scribner, New York, 1970), Vol.8, pp.230-231
Mayer Papers 중 메이어의 강연에 대한 스크랩된 신문 기사, pp.328-329, Syracuse University, E.S. Bird Library, Archives and Records Management에 소장되어 있음. A. M. Mayer, "On a Method detecting the Phases of Vibration in the Air surrounding a Sounding Body, and thereby measuring directly in the vibrating air the lengths of its Waves and exploring the form of its Wave-surface," Philosophical Magazine 44, 321-327, 1872
Mayer Papers 중 메이어의 강연에 대한 스크랩된 신문 기사, pp.328-329, Syracuse University, E.S. Bird Library, Archives and Records Management에 소장되어 있음. A. M. Mayer, "On a Method detecting the Phases of Vibration in the Air surrounding a Sounding Body, and thereby measuring directly in the vibrating air the lengths of its Waves and exploring the form of its Wave-surface," Philosophical Magazine 44, 321-327, 1872
A. M. Mayer, "Experiments on the supposed Auditory Apparatus of the Culex mosquito," Philosophical Magazine 48, 371-385, 1874
Alfred G. Mayer and Robert S. Woodward, Biographical Memoir of Alfred Marshall Mayer 1836-1897 (National Academy of Sciences, Washington,1916), p. 252
A. M. Mayer, "Research in Acoustics, No. VI," Philoso-phical Magazine 49, 352-428, 1875
Beyer, op. cit., p. 210
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구자현, "Rayleigh의 소리의 방향 지각 연구의 과학사적 고찰", 한국음향학회지, 21, 695-702, 2002
A. M. Mayer, "Topophone," U.S. Patent, No.224,199
Ja Hyon Ku, "British Acoustics and Its Transformation from the 1860s to the 1910s," Annals of Science 63, 410, 2006
구자현, "19세기 음향학과 음악의 교감", 『이화음악논집』, 11(2), 81-102, 2007
A. M. Mayer, Sound: A Series of Simple, Entertaining, Inexpensive Experiments in the Phenomena of Sound, For the Students of Every Age (Macmillan, London, 1881)
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