기타라는 악기

기타의 해부도: 줄이 지나가는 길

기타의 부분 이름은 줄 하나가 지나가는 길을 따라가면 자연스럽게 외워집니다. 줄은 헤드(Headstock)의 줄감개(Tuning machine)에 감겨 출발해, 홈이 파인 작은 막대인 너트(Nut)를 넘고, 손가락으로 누르는 지판(Fretboard) 위를 지나, 몸통 쪽 브리지(Bridge)에 박힌 새들(Saddle)을 넘어 고정됩니다. 줄이 실제로 진동하는 구간은 너트에서 새들까지이고, 이 길이를 스케일 길이(Scale length)라고 부릅니다. 일렉 기타에서 흔한 값은 648 mm(25.5″)와 628 mm(24.75″), 클래식 기타는 650 mm 안팎, 스틸 통기타는 645–650 mm가 많습니다.

지판에는 금속 막대인 프렛(Fret)이 박혀 있습니다. 줄을 프렛 바로 뒤에서 누르면 줄이 프렛 꼭대기에 닿아 진동 길이가 '프렛에서 새들까지'로 짧아지고, 한 칸마다 반음씩 올라갑니다. 프렛 간격이 몸통 쪽으로 갈수록 좁아지는 이유는 3장에서 $d_n = L(1-2^{-n/12})$로 다룹니다. 지판 옆과 위의 점(포지션 마크, 인레이)은 3·5·7·9·12프렛처럼 길을 잃지 않게 하는 이정표입니다.

보이지 않는 부품도 중요합니다. 넥 속에는 트러스로드(Truss rod)라는 강철 막대가 들어 있어, 줄 여섯 개가 합쳐서 수십 kgf로 넥을 앞으로 휘게 하는 힘에 맞섭니다. 통기타의 상판 안쪽에는 얇은 나무 띠인 브레이싱(Bracing)이 X자나 부채꼴로 붙어 상판이 장력에 찌그러지지 않으면서도 잘 울리도록 잡아 줍니다. 아래 그림은 통기타를 옆에서 자른 모습입니다.

줄 번호와 이름: 6번 줄은 가장 굵은 줄

기타 줄은 가는 줄부터 1번으로 셉니다. 기타를 잡았을 때 바닥 쪽에 있는 가장 가는 줄이 1번 줄(고음 E4), 얼굴 쪽에 있는 가장 굵은 줄이 6번 줄(저음 E2)입니다. 처음에는 '위에 있는 줄이 6번'이라는 점이 헷갈리는데, 번호는 위치가 아니라 음높이 순서(높은 음이 1번)라고 기억하면 됩니다. 표준 튜닝에서 6번 줄부터 1번 줄까지의 개방현은 E–A–D–G–B–E이고, 영어권에서는 "Eddie Ate Dynamite, Good Bye Eddie" 같은 문장으로 외웁니다.

줄 굵기는 인치의 천분의 일 단위로 부르고, 세트 이름은 1번 줄과 6번 줄 굵기를 이어 "10–46"처럼 씁니다. 굵기 .010″는 0.254 mm입니다. 6번 줄과 1번 줄은 이름이 같은 E지만 정확히 두 옥타브(주파수 4배) 차이입니다. 기타 악보는 실제 소리보다 한 옥타브 높게 적는 관례가 있어서, 오선보의 '가온 C' 자리에 적힌 음은 실제로는 한 옥타브 아래 C3로 울립니다. 이 책은 혼동을 피하려고 항상 실제로 울리는 음높이로 이름을 붙입니다(예: 5번 줄 개방현 = A2 = 110 Hz).

현의 물리: 무엇이 음높이를 정하는가

양 끝(너트와 새들)이 고정된 줄을 뜯으면 줄 위에서 파동이 양쪽으로 달려가 끝에서 반사되고, 오가는 파동이 겹쳐 제자리에서 출렁이는 정상파(Standing wave)가 됩니다. 양 끝에서 변위가 0이어야 하므로 허락되는 모양은 반 파장이 줄 길이에 정수 개 들어가는 것뿐이고, $n$번째 모양의 파장은 $\lambda_n = 2L/n$입니다. 줄 위 파동의 속도 $v$는 줄의 장력 $T$와 단위 길이당 질량 $\mu$(선밀도)로 정해집니다.

숫자로 확인해 봅시다. 일렉 기타 1번 줄(.010″ 강철, 선밀도 $\mu \approx 3.96\times10^{-4}$ kg/m)을 스케일 0.648 m에서 E4(329.63 Hz)로 맞추려면 줄 위 파동 속도가 $v = 2Lf = 2 \times 0.648 \times 329.63 \approx 427$ m/s여야 하고, 필요한 장력은 $T = \mu v^2 \approx 3.96\times10^{-4} \times 427^2 \approx 72$ N, 즉 약 7.4 kgf입니다. 가는 줄 하나가 쌀 한 포대의 무게로 당겨져 있는 셈입니다.

이 식에서 기타 연주의 기본 동작이 모두 나옵니다. 프렛을 누르면 $L$이 짧아져 음이 올라가고(12프렛 = 길이 절반 = 한 옥타브), 줄감개를 돌리면 $T$가 바뀌어 음이 오르내리고(튜닝), 줄을 옆으로 밀어 올리는 벤딩은 줄을 늘여 $T$를 키웁니다(11장). 굵은 줄일수록 $\mu$가 커서 같은 장력에서도 낮은 음이 납니다.

메르센 법칙: 길이·장력·질량

프랑스의 수도사이자 수학자 마랭 메르센은 1636년 『보편적 화성(Harmonie universelle)』에서 현의 진동수가 다음 세 법칙을 따른다는 실험 결과를 정리했습니다. 위 공식의 세 변수를 하나씩 떼어 본 것입니다.

1. 길이 법칙: 장력과 줄이 같으면 진동수는 길이에 반비례한다, $f \propto 1/L$. 길이를 절반으로 하면 한 옥타브 위.
2. 장력 법칙: 진동수는 장력의 제곱근에 비례한다, $f \propto \sqrt{T}$. 한 옥타브 올리려면 장력이 4배 필요하다.
3. 질량 법칙: 진동수는 선밀도의 제곱근에 반비례한다, $f \propto 1/\sqrt{\mu}$. 같은 재질이면 $\mu = \rho\pi d^2/4$이므로 지름에 반비례, $f \propto 1/d$.

질량 법칙은 기타 줄 설계의 핵심입니다. 6번 줄 E2는 1번 줄 E4보다 두 옥타브 낮으므로, 길이가 같고 장력도 비슷하게 유지하려면 $\mu$가 16배여야 하고 같은 강철 민줄이라면 지름이 4배(.040″)가 되어야 합니다. 그러면 줄이 너무 뻣뻣해져 배음이 정수배에서 벗어나고(비조화성) 누르기도 힘듭니다. 그래서 저음 줄은 가는 심선(Core)에 구리 합금이나 니켈 도금 강철선을 촘촘히 감은 감은 줄(Wound string)로 만듭니다. 감은 선은 질량만 보태고 굽힘 강성은 거의 보태지 않으므로, 유연하면서도 무거운 줄이 됩니다.

줄 세트의 장력과 스케일 길이

같은 공식을 장력에 대해 풀면 $T = \mu(2Lf)^2$입니다. 줄 회사들은 선밀도를 '단위 무게'(Unit weight, lb/in)로 공개하므로, 스케일 길이와 목표 음만 알면 각 줄의 장력을 계산할 수 있습니다. 아래 표는 널리 쓰이는 세 세트(일렉 니켈 10–46, 통기타 포스퍼 브론즈 12–53, 클래식 노멀 텐션)의 대표값입니다.

통기타 세트는 일렉 세트보다 약 1.5배, 클래식 세트의 거의 2배로 당겨져 있습니다. 통기타 줄이 굵은 이유는 상판을 세게 흔들어 큰 소리를 내기 위해서이고, 그만큼 손가락이 아프고 넥과 상판이 튼튼해야 합니다. 클래식 기타에 스틸 줄을 걸면 안 되는 이유도 여기서 나옵니다. 클래식 기타의 얇은 상판과 (대개) 트러스로드 없는 넥은 40 kgf 남짓을 견디도록 만들어졌으므로, 70 kgf가 넘는 장력은 브리지를 들뜨게 하고 넥을 휘게 합니다.

스케일 길이도 장력을 바꿉니다. 장력은 $L^2$에 비례하므로 같은 10–46 세트를 648 mm 기타에서 628 mm 기타로 옮기면 장력이 $(628/648)^2 \approx 0.94$, 약 6% 줄어듭니다. 짧은 스케일 기타가 '줄이 부드럽다', '벤딩이 쉽다'고 느껴지는 이유이고, 반대로 긴 스케일은 줄이 팽팽해 저음이 단단하고 배음이 또렷하다고들 합니다. 튜닝을 반음 내리면 장력은 $2^{-2/12} \approx 0.89$배, 11% 줄어듭니다.

뜯는 위치와 음색

같은 줄, 같은 음이라도 어디를 뜯느냐에 따라 소리가 달라집니다. 브리지 바로 앞을 뜯으면 날카롭고 쨍한 소리, 12프렛 위를 뜯으면 둥글고 부드러운 소리가 납니다. 이유는 줄을 뜯는 순간의 모양에 있습니다. 브리지에서 $\beta L$ 떨어진 점을 높이 $h$로 당겼다 놓으면 줄은 삼각형 모양에서 출발하고, 이 삼각형을 그림 1-2의 모드들로 분해(푸리에 사인 급수)한 계수가 각 배음의 세기가 됩니다.

$\beta$가 작을수록(브리지 가까이) $\sin(n\pi\beta)$가 높은 $n$까지 크게 유지되므로 높은 배음이 많아 밝은 소리가 됩니다. $\beta = 1/2$(12프렛 위)에서는 짝수 배음이 모두 사라져 속이 빈 듯한 둥근 소리가 납니다. 실제 기타에서 사운드홀 위를 뜯으면 $\beta$가 대략 0.2 안팎이고, 브리지에서 3–4 cm 앞을 뜯으면 0.05 안팎입니다. 프렛을 누르면 진동 길이가 짧아지므로 같은 손 위치라도 $\beta$가 커져 소리가 조금 부드러워진다는 점도 기억해 두세요. 일렉 기타에서는 손 위치뿐 아니라 픽업의 위치가 같은 원리로 음색을 정합니다(13장). 픽업 바로 위가 마디인 배음은 픽업이 잡지 못하기 때문입니다.

몸통은 어떻게 소리를 내는가

줄만 진동해서는 소리가 거의 들리지 않습니다. 지름 1 mm도 안 되는 줄이 앞으로 움직이면 공기는 줄 뒤쪽으로 바로 돌아 흘러 버려 압력 변화가 생기지 않기 때문입니다(음향 단락). 일렉 기타를 앰프 없이 쳐 보면 이것을 실감합니다. 통기타는 이 문제를 상판(Soundboard, Top)으로 풉니다. 줄의 진동은 새들과 브리지를 통해 상판을 밀고 당기는 힘 $F(t)$이 되고, 손바닥 두 개만 한 넓은 상판이 공기를 밀어 소리를 냅니다. 작은 면적·큰 힘의 줄과 넓은 면적의 공기 사이에 다리를 놓는 일, 즉 임피던스 정합입니다.

몸통 속 공기와 사운드홀은 병의 입구를 불 때 '부웅' 하고 울리는 것과 같은 헬름홀츠 공명기를 이룹니다. 사운드홀 넓이 $A$, 몸통 부피 $V$, 구멍의 유효 길이 $L_{\text{eff}}$(판 두께 + 끝 보정)로 공명 주파수를 어림할 수 있습니다.

상판 안쪽의 브레이싱 패턴은 이 판이 어떤 모양과 주파수로 울릴지를 정합니다. 스틸 통기타는 큰 장력을 버티려고 X자 브레이싱을, 클래식 기타는 가볍고 유연한 부채꼴(팬) 브레이싱을 주로 씁니다. 같은 줄을 걸어도 몸통 크기와 나무, 브레이싱에 따라 저음이 풍부한 기타, 고음이 맑은 기타로 성격이 갈리는 이유입니다.

일렉 기타는 전혀 다른 길을 갑니다. 몸통은 줄을 단단히 붙잡아 에너지를 덜 빼앗고, 소리는 줄 아래의 픽업(Pickup)이 만듭니다. 픽업은 영구 자석에 가는 구리선을 수천 번 감은 코일로, 자화된 강철 줄이 진동하면 코일을 지나는 자속이 변하고 패러데이 법칙 $e = -N\,d\Phi/dt$에 따라 전압이 유도됩니다. 그래서 일렉 기타에는 자성이 있는 강철·니켈 줄만 쓸 수 있고, 나일론 줄은 소리가 나지 않습니다. 실제로 공기를 미는 일은 앰프와 스피커가 맡으므로, 일렉 기타의 음색은 픽업 위치, 앰프, 이펙터가 크게 좌우합니다(13장).

스틸·나일론·일렉: 세 기타의 차이

세 기타는 생김새는 비슷해도 줄 재질, 장력, 넥 폭, 소리를 내는 방식이 모두 다릅니다. 무엇으로 시작할지는 하고 싶은 음악으로 정하면 됩니다. 노래 반주와 포크·팝은 스틸 통기타, 클래식·보사노바·핑거스타일 일부는 나일론, 록·블루스·펑크는 일렉이 자연스럽습니다. 기본 코드와 리듬, 지판 지식은 셋 모두에 그대로 통합니다.

음색 차이의 물리적 뿌리는 두 가지입니다. 첫째, 줄 재질의 내부 손실. 나일론은 강철보다 내부 마찰이 커서 높은 배음이 빨리 사라지므로 소리가 둥글고 따뜻합니다. 둘째, 몸통과 픽업의 필터. 통기타는 몸통 공명이 특정 대역을 키우고, 일렉은 픽업 코일의 인덕턴스와 케이블 정전용량이 만드는 공진(수 kHz)과 앰프가 소리를 빚습니다. 아래 시뮬레이터의 가상 기타는 이 차이를 '밝기·감쇠·뜯는 위치' 세 숫자와 몸통 필터로 근사합니다.

기타 잡기: 자세와 두 손의 기본

좋은 자세는 '편하게 오래 칠 수 있는 자세'이고, 그 조건은 의외로 기하학적입니다. 왼손이 지판에 수직으로 다가갈 수 있을 것, 오른팔이 몸통 가장자리에 자연스럽게 걸칠 것, 그리고 기타가 손으로 붙잡지 않아도 제자리에 머물 것. 왼손으로 넥을 받치고 있다면 자세가 잘못된 것입니다. 왼손은 누르는 일만 해야 합니다.

통기타를 처음 산다면 줄 높이(액션)를 확인하세요. 12프렛 위에서 6번 줄과 프렛 꼭대기 사이가 약 2.5 mm 이하, 1번 줄이 약 2 mm 이하라면 초보자도 무리 없이 누를 수 있습니다. 이보다 높으면 손가락이 훨씬 아프고 음도 부정확해지므로(2장에서 보듯 누를 때 줄이 늘어나 음이 올라갑니다), 악기점에서 새들 높이를 조정 받는 것이 좋습니다.