音とは何ですか?

我々が住んでいる地球の大気は、窒素が約78%、酸素が約21%、アルゴンが約1%であり、4番目に多い二酸化炭素はたった0.04%である。 それらの分子は気体の状態で存在するため、私達の周りには目に見えない大量(22.4リットルあたり6✕10の23乗個)の 窒素や酸素の分子が存在している。 音とは、その分子の「振動」である。 人が発声により声帯を振動させたり、ギターの弦を弾いたり、 ドラムを叩いたりすると空気の分子の振動が起こる。 このようにして発生した振動が空気を伝わり私達の耳に届き、 鼓膜の振動が脳へ届くと音として認識される。だから真空中でも伝わる光とは異なり、音は何も伝えるものがない真空では伝わらないのです。

音の伝わり方

音は振動がいろいろなものを介して伝わることで耳に届く。そのため、音源がなければ音は発生しません。また、空気などの気体や水などの液体や金属などの固体がなければ、振動を伝えるものがないので音は伝わりません。 音源があると、その振動は周りにある空気を押し出す。押し出された空気は圧縮されて空気の濃い部分ができる。 すると隣の空気をさらに押し出します。このように順々に空気の濃い部分と薄い部分が出来て、その濃淡が波となって伝わって行く。

音の要素

音の違いを表す要素は、「強さ」と「高さ」と「音色」です。

音の強さ

音の強さは、デシベル(dB)で表します。音の強さは10のマイナス12乗ワット/平方メートルを0デシベルとし、 100倍するごとに20デシベルを加えて表す。 そのため、デシベルは数値が大きいほど大きな音となります。 図書館の音の大きさが40デシベル、一般的な会話が60デシベル、電車内が80デシベルと言われる。

音の高さ

音の高さは、1秒間に空気が振動する回数であり、周波数(Hz)という言う。 一定時間内に振動数が多いほど高い音となり、振動数が少ないほど低い音となる。 人間は20Hzから20,000Hzまでの音が聞こえると言われている。 音楽では、音の高さは「ドレミファシソラシ」の音階で表される。 1オクターブ高い音は周波数が倍であり、1オクターブ低い音は周波数が半分になる。

音の音色

どんな倍音が含まれているかによって音色は変わる。 倍音とは、周波数の整数倍の音であり、基本周波数の倍音が重なることで音色が決まる。 倍音が多いと明るい音に、少ないと暗い音になる。

音速とは?「マッハとは?」

マッハとは、音の速さを1とした時の、速度の比のこと。
つまり、速度が音速の何倍かを表した値。マッハの由来は、エルンスト・マッハ教授の名前による。

【エルンスト・マッハ教授(Ernst Mach)】
1836年生誕-1916年没、オーストリアの物理学者であり哲学者。

【マッハ1】とは、
気温15℃、1気圧 (1013hPa) の音速のスピードの事である。
マッハ1は秒速約340m/sであり、時速約1225km/hである。

 

 

 


【ソニックブームとは】飛行機がマッハ1(音速)をちょうど越えると、飛行機の音がまとめて一時点に来るため、その膨大なエネルギーで爆音となり、しばしば地上の窓ガラスが割れるなどの被害がでること。
【衝撃波とは】 火薬の爆発などにより局所的に強い圧縮を生じた時,気体の中を音速より速く進む波。
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