단순톤 이중음의 음정·주파수 효과에 대한 청각심리 연구

초록

70명의 성인(음악 훈련, 성별, 연령 구분)에게 200 ~ 5000 Hz 범위의 사인파 이중음(서양 전통 음정 비율 유지)을 제시하고 ‘좋음/싫음’ 이진 반응을 기록하였다. 결과는 평균 주파수가 높아질수록 선호도가 감소함을 보여주며, 옥타브·완전5도·완전4도·6도 등 조화로운 음정은 높은 주파수에서도 비교적 높은 선호를 유지한다. 반면 장2도는 가장 낮은 선호를 보였다. 음악가들은 조화로운 음정에 대해 비음악가보다 긍정적인 반응이 강했고, 성별·연령에 따라 고주파에 대한 민감도가 차이를 나타냈다. 이러한 현상은 청각 감도와 고주파 피로도가 인지적·문화적 요인과 결합해 청각적 쾌감에 영향을 미친다는 심리음향적 해석을 제시한다.

상세 분석

본 연구는 사인파만을 이용해 서양 전통 음정의 주파수 비율(R)을 보존하면서 평균 주파수(F)를 200 ~ 5000 Hz 구간에서 다양하게 변조한 90개의 이중음 자극을 제작하였다. 자극은 2 초 지속되었으며, 청취자는 헤드폰을 통해 듣고 ‘좋음(→)’ 혹은 ‘싫음(←)’ 버튼을 눌러 이진 반응을 기록하였다. 참가자는 70명(남성 31명, 여성 39명)으로, 음악 훈련 유무(전문가·7년 이상 vs 비전문가), 연령(19‑86세) 등으로 세 그룹으로 나뉘었다. 데이터는 1(좋음)·0(싫음)으로 변환돼 각 음정·주파수 조합별 평균 선호도(P)와 표준오차를 산출했으며, 정규성 검정(Shapiro‑Wilk)에서 비정규성을 확인해 Mann‑Whitney U 검정을 적용하였다.

주요 결과는 다음과 같다. 첫째, 평균 주파수(F)가 상승할수록 전반적인 선호도가 감소했으며, 이는 옥타브, 완전5도, 완전4도, 6도 등 조화로운 음정에서도 일관되게 나타났다. 특히 옥타브와 완전5도는 높은 F 구간에서도 비교적 완만한 감소 추세를 보이며, 선호도와 F 사이의 선형 관계가 뚜렷했다. 둘째, 장2도(major second)는 전 주파수 구간에서 가장 낮은 선호도를 기록했으며, 이는 불협화음에 대한 기본적인 청각적 거부감을 반영한다. 셋째, 음악가 그룹은 옥타브·완전5도·6도 등 조화로운 음정에 대해 비음악가보다 평균적으로 10‑15% 높은 선호도를 보였으며, 이는 음악 훈련이 청각적 기대와 인지적 평가에 영향을 미침을 시사한다. 넷째, 성별·연령 분석에서는 고주파(>3000 Hz) 영역에서 여성과 젊은 층이 상대적으로 낮은 선호도를 나타냈다. 이는 청각 감도 차이와 고주파 피로도가 성별·연령에 따라 다르게 작용함을 의미한다.

이러한 현상을 청각심리학적 관점에서 해석하면, 인간 청각 시스템은 고주파에 대한 감도가 감소하고, 장시간 고주파 자극에 노출될 경우 피로도가 누적돼 불쾌감이 증대한다는 기존 연구와 일치한다. 또한, 조화로운 음정이 가진 단순한 주파수 비율(R)은 청각적 ‘거칠음(roughness)’을 최소화해 인지적 부하를 낮추므로, 평균 주파수가 높아져도 상대적으로 선호도가 유지되는 것으로 보인다. 마지막으로, 이진 반응 방식을 채택함으로써 연속 척도보다 응답 변동성을 감소시켜 그룹 간 차이를 명확히 드러낼 수 있었으며, 이는 향후 대규모 청각 실험 설계에 유용한 방법론적 시사점을 제공한다.