Ⅲ 音と光について考えよう(その1)
音を知る 音を見る(2回め)
1 周波数が異なる音波がぶつかり合うと・・・?
2つの音叉を使って、片方の音叉(おんさ)を鳴らすと振動数(周波数)の同じ音叉は共鳴したね。
でも、振動数の異なる音叉同士では共鳴は起こらず、この2つの音叉を同時にならすとウワァン ウワァンという音が聞こえたね。 これを「うなり」といいます。 音叉の周波数が1Hz(ヘルツ)異なると、1秒間に1回、3Hz異なると1秒間に3回鳴るんだよ。
2 周波数が同じ音波がぶつかり合うと・・・? (気柱共鳴の実験)
アクリル管の空気(気柱)にスピーカーから音を出しながら、気柱の長さを少しずつ長くしていくと、突然大きな音になるところがあったね。 これはスピーカーから出た音と水面で反射してきた音がぶつかり合って「定常波(ていじょうは)」という新しい波が作られたんだ。 定常波はもとの音波と波長は同じだけれど、振幅が大きくなるので大きな音が聞こえるんだよ。 気柱共鳴(きちゅうきょうめい)と言うよ。
3 定常波を作って、音波の波長を調べよう
定常波を目で見えるように、クント管という装置(そうち)を使ったね。
今度はアクリル管を横にして、この中に細かな発泡スチロールの粒を入れて、空気の振動の様子が見えるようにしたんだ。
ほとんど振動していない「節」と振動が激しい「腹」が見えたね。これが定常波だ。
この長さから、音波の波長を調べることができるんだよ。
この実験では、500Hzの音波を使ったけれど、この時の波長は約68cmになったね。
実際の68㎝波長ってこんな長さだよ。500Hzの音波は、私たちの耳には68㎝の波長の波が、1秒間に500回飛び込んでくるんだね。
4 カリンバを作ろう
作り方の説明書を見ながら、カリンバを作りました。
カリンバのキーをはじいたとき、大きな良い音が響(ひび)いたね。 これは講座で勉強した「共鳴」。
一番難(むずか)しかったのはどこかな? キーの音程を、ドレミに合わせるのは難しいね。
その時役に立つのが「うねり」。うねりが聞こえないようにすると、音程はぴったり。
ていねいに合わせて、楽しい演奏ができるといいね。