아름다운 음악 흐르는 오르골의 원리

태엽을 감으면 아련하고 예쁜 소리를 내는 오르골, 그 속에서 춤추는 발레리나. 오르골은 드라마에서 예쁜 여자 주인공들이 소중히 여기는 물건이어서 더욱 동경의 대상이 되는 듯하다. 태엽을 감으면 맑은 소리를 내며 돌아가는 오르골은 과연 어떤 원리로 그렇듯 아름다운 소리를 내는 것일까? 오르골의 역사

오르골은 음악이 자동으로 연주되는 기구이기는 하지만 악기보다는 음악 완구로 분류되는 편이다. 오르골은 영어식 발음이 아니라 일본어에서 유래된 명칭이다. 손으로 돌려 소리를 내는 오르겔(orgel)이 네덜란드에서 일본으로 전해지면서 일본식 발음으로 굳어진 것이지만 영어로는 ‘music box’라고 부르며, 한자어로는 자명악(自鳴樂) 또는 자명금(自鳴琴)이라고 한다. 오르골은 시간을 자동으로 알려주는 중세 교회의 시계탑에서 유래했다. 수동으로 종을 쳐서 시간을 알려주던 종소리를 자동으로 멜로디를 연주하게 만들려는 노력은 1381년에 브뤼셀의 니콜라스 시계탑을 낳는다. 이 시계탑은 처음으로 실린더식 오르골을 이용한 것이었다. 이와 같은 시계탑의 자동연주기를 ‘카리용‘이라 불렀는데 이를 소형화 시키려는 노력의 결실은 태엽장치의 고안으로 급진전을 이루어, 18세기말 스위스 제네바의 시계장인 Antoine. Favre에 의해 최초의 오르골이 탄생하게 되었다. 이 최초의 오르골은 길이를 다르게 해 음계의 음을 낼 수 있는 금속편을 이용해 회전하는 원통에 붙어 있는 돌기에 의해 이 금속편이 튕겨져서 소리가 나게 하는 원리였다.

태엽을 감으면 예쁜 소리를 내며 그 속에서 춤추는 발레리나가 나타나는 오르골 <출처: NGD>

한때 유럽뿐 아니라 중국에까지 널리 유행을 하여 스위스의 기간산업으로까지 발전하였던 오르골은 에디슨의 축음기 발명과 1차 세계대전, 경제 대공항 등으로 소멸의 위기를 맞기도 했으나 2차 세계대전 당시 유럽에 주둔한 미군들 사이에서 선풍적인 인기를 얻으면서 오르골 산업은 다시 일어서기 시작했다. 그리고 1950년대부터는 일본에서 소형 오르골의 대량 생산이 시작되면서 스위스 위주의 오르골 산업이 일본으로 넘어가게 되었고, 현재는 오르골의 매력을 잊지 않고 찾는 마니아들에 의해 그 명맥이 유지되고 있다. 오르골의 종류 오르골의 종류는 길이가 다른 금속편을 때려 소리를 낼 때 금속편을 튕겨주는 방식에 따라 실린더식 오르골, 디스크식 오르골, 천공리더식 오르골로 나눌 수 있다. 오르골이 스위스에서 처음으로 만들어졌을 때에는 향수통이나 펜던트에 내장된 간단한 장치였는데 이때는 핀을 붙인 원통(실린더)이 돌면서 길이가 다른 금속편을 튕기며 멜로디를 연주하게 되는 실린더식 오르골이었다. 그 후 1820년대에 상자모양으로 현재의 오르골 형식을 갖추게 되었다가 1880년대에 독일에서 원반모양의 금속판이 돌면서 소리를 내는 디스크식 오르골이 발명되었다. 디스크식 오르골은 한 대의 기계만 있으면 디스크를 교환하면서 여러 가지 멜로디를 들을 수 있는 장점 때문에 급속하게 번져나갔다. 그 후 악보에 그려진 음표에 구멍을 뚫어 오르골 상자에 넣으면 그 구멍을 읽어서 소리를 내는 천공리더식 오르골 등 다양한 오르골이 개발되었다. 다양한 오르골의 작동원리

[그림1] 실린더식 오르골의 내부구조

스위스에서 처음으로 고안되었고 지금도 가장 많이 사용되고 있는 실린더식 오르골은 그림1과 같은 구조를 갖고 있다. 그림1에서 보는 바와 같이 길이가 다른 금속편이 머리빗 모양으로 나란히 붙어 있는데 이 금속편을 하나씩 튕겨주면 길이가 다르기 때문에 다른 음계의 소리를 내게 된다. 머리 빗 모양의 금속편과 좁은 간격을 두고 바짝 붙어 있는 실린더(원통)는 길이가 다른 금속편을 튕겨주는 역할을 한다. 실린더에 붙어 있는 조그맣게 튀어나와 있는 돌기가 실린더가 회전할 때마다 금속편을 건드리게 되는 것이다. 실린더에 붙어 있는 돌기는 연주하고 싶은 멜로디에 맞게 실린더가 돌아가는 시간을 고려하여 연주하고 싶은 음계의 위치에 붙여서 제작된다. 태엽을 감아 실린더를 자동으로 회전하게 하면 실린더는 회전하면서 돌기가 건드리는 음계를 정확하게 연주하면서 꿈을 꾸는 것 같은 아득한 소리를 내게 되는 것이다.

실린더가 회전하는 방식에 따라 수동과 자동으로 나눌 수 있으나 실린더의 회전을 통해 연주되는 원리는 같다. 실린더식 오르골은 멜로디를 바꾸지 못하고 만들어질 때 멜로디가 고정되어 있다는 점과 짧은 멜로디의 반복이 될 수밖에 없다는 단점이 있다. 멜로디가 고정되어 있는 실린더 오르골의 한계를 극복한 디스크식 오르골의 구조는 그림2와 같다. 그림2의 (가)에서 보는 바와 같이 디스크식 오르골에도 실린더식 오르골에서 보았던 것 같은 길이가 다른 금속편이 보인다. 길이가 다른 금속편을 튕겨주면 다른 음계 소리를 내게 되고 이 금속편을 건드리는 역할은 그림2의 (나)에서 보는 바와 같이 구멍이 뚫린 원판형 디스크와 디스크 위의 스프링 모양을 하고 있는 금속핀이다. 금속 원판에 뚫려 있는 구멍의 위치는 내고 싶은 멜로디의 음계와 딱 맞는 위치이다. 원판이 돌아가면서 구멍에 맞는 음계를 디스크위의 스프링 모양의 금속핀과 그림2의 (가)에서 보는 바와 같이 길이가 다른 금속편위의 막대모양 롤의 역할로 금속편 끝을 건드리면서 소리가 나는 원리이다. 디스크식 오르골은 금속원판을 바꾸어 가며 다른 멜로디를 연주할 수 있다는 큰 장점을 가지고 있다.

[그림2] 디스크식 오르골의 구조

천공리더식 오르골은 다른 오르골과는 조금 다른 차이점을 보인다. 그림 3에서 보는 바와 같이 머리빗 모양의 길이가 다른 금속편은 장치 안으로 들어가 있어 보이지 않지만 스프링 모양의 금속핀은 위에 나와 있는 구조이다. 구멍이 뚫린 천공용지를 오르골 상자에 넣으면 뚫린 구멍에 맞는 음계의 금속편을 스프링 모양의 금속핀이 튕기면서 소리를 내는 원리는 디스크식 오르골과 같은 원리이다. 천공리더식 오르골의 장점은 천공용지를 바꿔가면서 다양한 멜로디를 들을 수 있다는 것과 자신이 원하는 악보를 만들어 멜로디로 들을 수 있다는 점이다.

[그림3] 천공리더식 오르골의 작동 모습

오르골의 소리는, CD나 카세트 테입에 녹음되어 있는 인공의 소리와는 전혀 다른 느낌이다. 그 자리에서 생생하게 만들어졌다가 사라지는 생음악의 자연스러움이 전자음이나 인공음에 지친 현대인의 귀에 좋은 영향을 주고 부드러운 자연의 소리로 마음까지 달래주는 역할을 한다. 복잡한 일상에 시달리고 힘들 때 오르골과 함께 편안하고 느긋한 시간으로 빠져보는 것은 어떨까?

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글 남미란 / 하남정보산업고등학교,서울과학교사모임

서울과학교사 모임은 딱딱한 과학수업을 재미있게 풀기 위해 모인 수도권 지역 과학선생님들의 모임이다. 재미있는 과학 교육을 위해 [묻고 답하는 과학 톡톡 카페1,2], [숨은 과학] 등을 출간하였다.

발행일 2010.11.29

그림 곽윤환 / 일러스트레이터

전남 진도 출생으로 홍익대학교 미술교육원에서 수묵화를 전공하고 만화, 일러스트 작가로 활동 중이다. 최근에는 동화, 교과서 삽화 등을 그리고 있으며 한국교육과정평가원의 삽화팀을 맡고 있다. http://blog.naver.com/redeye21c

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[출처: 네이버캐스트]