中1物理【音の性質】

音の速さの計算問題に関しては
→【音の速さの計算】←を参考に。

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1.音とは

■音源
振動して音を出すもの。発音体ともいう。

■波
振動が次々と伝わる現象。

■音
波の一種。空気や水などがあれば振動が伝わる。
何もない真空中では伝わらない
振動が鼓膜で受け取られ、神経を通して脳に伝わって音が認識される。

2.音の波形

■オシロスコープ
音を波形化する器具。

■振幅
振動の中心からのふれ幅。
音の大きさを決めている。

■振動数
1秒間に起こる振動の回数。または1秒当たりの波の数。
音の高さを決めている。
単位は[Hz(ヘルツ)]。

振動数=振動の回数(波の数)÷時間(秒)

で求められる。

次の図はオシロスコープという器具を用いて、音を波の形に変換したものです。

波の山の高さや谷の深さを振幅といいます。(↓の図)

また横向きに見たときの、山が始まってから谷が終わるまでを波1個(振動1回)と数えます。(↓の図)

いまこの波形のデータが横軸1マスあたり0.01秒とだったとします。
このときの振動数を求めてみます。

振動1回(波1個)に3マス=0.01秒×3=0.03秒かかっています。(↓の図)

振動数=振動の回数(波の数)÷時間(秒)で求められるので

1回÷0.03秒=33.33・・・

となります。小数第1位を四捨五入するとおよそ33Hzと求まります。

次に音が大きくなったり、高くなったりすると波形はどのように変化するかを見てみましょう。

■音の大きさ
音の大きさは振幅と関係がある。
大きな音・・・振幅が大きい
小さな音・・・振幅が小さい

上の方で紹介した波形の音に対して
高さは同じままで大きな音は↓のようになります。

■音の高さ
音の高さは振動数と関係がある。
高い音・・・振動数が多い(波が多い)
低い音・・・振動数が少ない(波が少ない)

上の方で紹介した音に対して
大きさは同じで高い音は↓のようになります。

上の方で紹介した音に対して
大きさは同じで低い音は↓のようになります。

さらに大きくて高い音は↓のようになります。

3.モノコードをはじく

モノコードは次のような道具です。
弦の太さ・弦の張りの強さ・長さを変えて音がどう変化するかを調べる、カンタンな楽器みたいなものです。

音の要素は大きさ(振幅で決まる)と高さ(振動数で決まる)の2つ。

振幅を変えるには弦をはじく強さを変えなければなりません。
次の表のような関係があります。

また振動数を変えるには弦の長さ・弦の太さ・弦の張りの強さを変えなければなりません。
次の表のような関係があります。

この関係をしっかり覚えておきましょう。
また波形がどう変化するかも理解しておく必要があります。


音の速さの計算問題に関しては
→【音の速さの計算】←を参考に。

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