최종 업데이트: 2026-07-13

소리가 거리에 따라 작아지는 이유

소리는 음원에서 에너지를 바깥으로 실어 나릅니다. 파동이 퍼져 나가면 그 일정한 파워가 점점 더 넓은 면에 나뉘므로, 작은 면적을 지나는 에너지, 즉 **세기(인텐시티)**는 계속 떨어집니다. 음원에서 멀어질수록 데시벨이 꾸준히 낮아지는 것을 소음계는 이렇게 읽어냅니다.

반사면도 뚜렷한 흡수도 없는 열린 공간, 곧 자유 음장에서는 감소량이 두 거리의 비율에만 좌우됩니다. 기준 거리 $d_1$에서 레벨이 $L_1$이면, 더 먼 거리 $d_2$에서 점음원의 레벨은 다음과 같습니다.

$L_2 = L_1 - 20\log_{10}\frac{d_2}{d_1}$

식에는 거리의 비만 나타나므로, 두 거리를 같은 단위로 재기만 한다면 미터든 피트든 상관없습니다.

역제곱 법칙

모든 방향으로 균등하게 방사하는 작은 음원이 점음원입니다. 에너지는 구의 표면에 퍼지고, 구의 넓이는 반지름의 제곱에 비례합니다. 거리를 두 배로 하면 넓이가 네 배가 되므로 세기는 4분의 1로 떨어집니다.

$I \propto \frac{1}{d^2}$

세기의 비를 데시벨로 바꿀 때는 $10\log_{10}$을 씁니다. 4분의 1의 세기는 다음과 같습니다.

$10\log_{10}(4) \approx 6.02\ \text{dB}$

이것이 잘 알려진 규칙, 거리가 두 배가 될 때마다 약 6 dB씩 조용해진다의 근원입니다. 레벨 식의 계수 20은 거리 제곱의 비에 $10\log_{10}$을 적용한 것으로, $\log_{10}(d^2) = 2\log_{10}(d)$이기 때문입니다.

점음원과 선음원

모든 음원이 작은 것은 아닙니다. 고속도로를 계속 흐르는 교통이나 긴 철로는 끊이지 않는 음원의 줄, 곧 선음원처럼 작동합니다. 에너지가 구가 아니라 원통의 곡면에 퍼지며, 원통의 넓이는 반지름의 제곱이 아니라 반지름에 정비례합니다. 그러면 세기는 $1/d$로 떨어지고, 레벨 식에서 계수 2가 사라집니다.

$L_2 = L_1 - 10\log_{10}\frac{d_2}{d_1}$

따라서 선음원은 거리가 두 배가 될 때마다 약 3 dB만 조용해집니다. 이 계산기는 선택한 음원 종류에 따라 계수를 20과 10 사이에서 전환합니다.

거리 변화	점음원 감소	선음원 감소
×2 (두 배)	6.0 dB	3.0 dB
×4	12.0 dB	6.0 dB
×10	20.0 dB	10.0 dB
×100	40.0 dB	20.0 dB

예제

어떤 기계가 $d_1 = 1\ \text{m}$에서 $L_1 = 100\ \text{dB}$를 나타냅니다. 점음원으로 볼 때 $d_2 = 10\ \text{m}$에서는 얼마나 클까요?

$L_2 = 100 - 20\log_{10}\frac{10}{1} = 100 - 20 \times 1 = 80\ \text{dB}$

레벨이 20 dB 낮아지며, 이는 두 배 규칙과도 맞습니다. 1 m에서 10 m는 약 3.3번의 두 배에 해당하고 $3.3 \times 6 \approx 20\ \text{dB}$이기 때문입니다. 같은 음원이 선음원이라면 감소는 10 dB뿐이어서 10 m에서 90 dB가 남습니다.

이 추정이 빼놓는 것

이 식이 담는 것은 기하학적 확산, 곧 파면이 커지는 순수한 효과뿐입니다. 실제 레벨은 몇 가지 요인으로 달라집니다.

• 반사. 실내에서는 벽·바닥·천장이 에너지를 청취자에게 되돌려 주므로 레벨이 자유 음장 예측보다 훨씬 덜 떨어집니다. 음원 가까이에서는 역제곱 거동이 여전히 성립하지만, "임계 거리"를 넘어서면 잔향 음장이 지배적이 되어 레벨이 거의 평평해집니다.
• 공기 흡수. 수백 미터에 걸치면 공기 자체가 소리를 흡수하는데, 특히 높은 주파수에서 두드러져 확산에 더해 감쇠가 늘어납니다.
• 지면과 날씨. 야외에서는 부드러운 지면, 장애물, 바람, 기온 경사가 소리를 굴절시키거나 흡수합니다. 소음 지도가 단순한 기하학적 확산보다 정교한 모델을 쓰는 이유입니다.

이 계산기는 확산 손실, 즉 음원 근처 야외에서 지배적인 효과에 사용하고, 완전한 음향 예측이 아니라 깔끔한 기준값으로 다루십시오.

자주 묻는 질문 (FAQ)

거리에 따라 소리 레벨은 어떻게 변하나요?

음원에서 나온 소리 에너지는 퍼져 나가면서 같은 파워가 점점 더 넓은 면적에 나뉘므로, 한 지점에서 측정한 레벨은 낮아집니다. 반사나 흡수가 없는 열린 공간에서는 감소량이 두 거리의 비율에만 좌우됩니다. 기준 거리 d₁에서 더 먼 거리 d₂로 이동하면 점음원의 경우 레벨이 20·log₁₀(d₂/d₁) 데시벨만큼 낮아집니다.

소리의 역제곱 법칙이란 무엇인가요?

모든 방향으로 균등하게 방사하는 점음원에서 소리의 세기(단위 면적당 파워)는 거리의 제곱에 반비례합니다. 거리가 두 배가 되면 세기는 4분의 1로 떨어집니다. 데시벨은 로그 척도이므로 4분의 1의 세기는 10·log₁₀(4) ≈ 6 dB의 감소에 해당합니다. 그래서 거리가 두 배가 될 때마다 레벨이 약 6 dB 낮아집니다.

왜 거리가 두 배일 때 6 dB인가요?

두 배는 d₂/d₁ = 2를 뜻하므로 점음원의 감소량은 20·log₁₀(2) ≈ 6.02 dB입니다. 이 규칙은 어떤 두 배에도 적용되어 1 m에서 2 m든 50 m에서 100 m든 모두 약 6 dB 낮아집니다. 거리가 4배이면 두 배가 두 번이므로 약 12 dB, 10배이면 정확히 20 dB입니다.

점음원과 선음원의 차이는 무엇인가요?

점음원(한 대의 기계, 스피커, 사이렌)은 구의 표면으로 방사하므로 레벨이 두 배마다 6 dB 낮아집니다. 선음원(도로를 계속 흐르는 교통이나 철로)은 무한히 긴 음원의 줄처럼 작동하여 에너지가 구가 아니라 원통에 퍼지므로 레벨이 두 배마다 3 dB만 낮아집니다. 계수가 20에서 10으로 바뀝니다.

이 자유 음장 추정이 맞지 않는 경우는 언제인가요?

이 식은 자유 음장, 즉 반사면이 없고 공기 자체의 흡수도 무시할 수 있는 열린 공간을 전제로 합니다. 실내에서는 벽과 천장의 반사로 레벨이 유지되어 실제 감소가 예측보다 작습니다. 야외의 먼 거리에서는 공기 흡수, 지면 효과, 바람, 기온 경사가 모두 영향을 주고, 장애물이나 지형이 추가 감쇠를 더합니다. 결과는 기하학적 확산에 의한 손실이며 전체를 나타내는 것은 아니라고 보는 것이 좋습니다.