このページは音の仕組みの続きのページです。ここでは、先ほどの音の仕組み1に関連する実験や、基本式について学んでいきましょう。
まずは音の高さに関する実験です。


上の動画のような現象は何故起こるのでしょうか。そもそも何処が振動して音が鳴っているのでしょう。まずは動画内にあった表を改めて見てみましょう。


※出典 吉澤純夫 講談社 『音のなんでも実験室  遊んでわかる音のしくみ BLUE BACKS 』
※試験管の長さは試験管の上部から水面までの長さ


実験から、試験管に水が入っていない部分の長さが短いほど音が高くなることが分かりました。先ほど弦が短いほど振動数が大きく、音が高いと説明しました。よって上の動画では試験管の上部から水面までの空気が振動していると考えることができます。これまでの説明を下の図のようにまとめました。白い部分は試験管の上から水面までの長さを表しています。


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  波の基本式

ここで、今までの話の応用です。題名では基本式とありますが、これは高校で習う範囲です。しかし、先ほど説明したことを利用すれば理解できると思います。先ほど、音源が1秒間に振動する回数を振動数。1回の振動の長さを波長と説明しました。これらを利用すると次のような式を作ることが出来ます。
v = fλ
読み方はヴイ イコール エフラムダです。
これは何を表しているのでょう。vは音波が進む速さ、fは振動数、λ(ラムダ)は波長を表しています。例えば、1回の振動の長さを1とします(λ=1)。1秒間に3回振動する(f=3)と、1秒間に波は3(3×1)進むことになります。vは波が進む速さ、つまり1秒間に進む距離なのでこの3xがvに当たります。今までの説明を図にしてみましょう。

vは1秒間に進む距離、よって図の端から端の距離です。図を見ると、1の長さの波が3個なのでv=3であると分かると思います。よってv = fλの式が成り立ちます。 では、この基本式を実際に使ってみましょう。

例題 振動数が680Hzの音の波長を求めなさい。 音速は340m/sとする。

回答 v = f λよりλ = v/f ここにv=340、f=680を代入するとλ=340/680となります。計算するとλ= 0.5となります
A.0.5(m)

まとめ
・試験管に水を入れ、息を吹くと、水が(      )部分が振動する。
・波の基本式は(    )であり、vは速度、fは振動数、(  )は波長を表し、(   )と読む。
                             ↑音の伝わり方に進みます。


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