普段、何気なく聞いている話し声や音楽。
これらの「音」は、一体どのような仕組みで私たちの耳に届いているのでしょうか?ここでは、音の正体から、音の大小・高低が決まるルールまで、音の性質について詳しく解説します。
すべての音は、モノがふるえること、つまり振動することから始まります。
音を出しているものを音源(おんげん)または発音体といいます。
太鼓を叩くと皮がふるえ、ギターを弾くと弦がふるえます。
この音源の振動が、周りの空気を押し縮めたり引き伸ばしたりします。
この空気の振動が波(音波)となって次々と伝わっていき、私たちの耳の鼓膜(こまく)をふるわせることで、「音」として認識されます。
音は、空気のような気体だけでなく、水などの液体や、机や糸などの固体も伝わります。
このように音を伝える物質を媒質(ばいしつ)と呼びます。
音を伝える物質(媒質)が何もない真空中では、振動が伝わらないため、音は聞こえません。
宇宙空間で音がしないのはこのためです。
音の伝わる速さは、伝える物質(媒質)によって大きく異なります。
一般的に、固体 > 液体 > 気体 の順に速く伝わります。
空気中(気体): 約 340 m/s (秒速340メートル)
水中(液体): 約 1500 m/s
鉄の中(固体): 約 5000 m/s
遠くで鳴った雷の光が、音が鳴るより先に見えるのは、光の速さ(約30万km/s)に比べて音の速さが非常に遅いためです。
音の性質は、オシロスコープという装置を使うと、波の形として目で見ることができます。
この波の形から、音の大小や高低の秘密がわかります。
音の大きさは、波の振幅(しんぷく)によって決まります。
振幅: 振動の「振れ幅」のことです。
大きい音: 振幅が大きくなります。
小さい音: 振幅が小さくなります。
例えば、ギターの弦を強く弾くと振幅が大きくなり、大きな音が出ます。
音の高さは、波の振動数(しんどうすう)によって決まります。
振動数: 1秒間に振動する回数のことで、単位はHz(ヘルツ)で表します。
高い音: 振動数が多く(速く)なります。
低い音: 振動数が少なく(遅く)なります。
例えば、モノコード(弦が1本の楽器)では、弦を短く、細く、そして強く張るほど振動数が多くなり、高い音が出ます。
| 音の性質 | 決める要素 | 特徴 |
|---|---|---|
| 大きい音 ⇔ 小さい音 | 振幅 | 振幅が大きいほど音が大きい |
| 高い音 ⇔ 低い音 | 振動数 | 振動数が多い(Hzの数値が大きい)ほど音が高い |
これらのルールを理解すると、楽器が様々な音を出せる仕組みや、身の回りの音がなぜそのように聞こえるのかが、より深く理解できるようになります。