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好奇心旺盛のてれみんが、日常で「理科にまつわる発見」をしながらちょっとずつ理科が好きになるおはなし。 好奇心旺盛のてれみんが、日常で「理科にまつわる発見」をしながらちょっとずつ理科が好きになるおはなし。

#16
音は波?
~音のちょっとオトクなお話~

てれみんズ
2021.2.5
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音って、目には見えないけれど、みんなの周りにあるもの。
今回はそんな音の基本的なお話から、へぇ~となるようなオトクなお話まで。
てれみんファミリーが、ご案内!

登場人物

  • てれみん
    てれみん
    ものづくりや実験が大好き
  • かなみん
    かなみん
    てれみんの妹。きれいなものが好き
  • てれみんパパ
    てれみんパパ
    何でも知っている。ニュートンが好き。
  • てれみんママ
    てれみんママ
    いつもはやさしい。おこるとこわい。
  • てれ公
    てれ公
    サイボーグ犬。たまにあばれる。
  • てれみん
    鬼さんにはびっくりしたけれど、いい人でよかった~
  • てれみんパパ
    「福をよぶ太鼓」も、なかなか良い音だったね
  • てれみん
    そうそう!でも、そもそも音ってどうやって出ているんだろう
  • てれみんパパ
    よし、今回はその音のひみつにせまってみよう!
  • BUI!
  • 音ってナンダ? キホンの「キ」

     

    音 = ものの震えが耳まで伝わるもの

     

    音を聞く子供

     

    音は、ものの震えがみんなの耳まで伝わったもの。
    普段は空気をつたって、耳まで届くよ。

  • てれみんパパ
    宇宙みたいに空気がないところでは、音は伝わらないんだ。
  • 音速 (音が伝わる速さ) → 1秒間に約340m

     

    音の移動

     

    音は、実はとても速い。
    地球の平均気温が15℃として、その空気の中を1秒間に340mも進む。

  • てれみん
    学校のプールが25mだとしたら、約14倍の距離だね
  • 音の速さは伝わるものによって違う

     

    音の速さ

     

    音は、ふだんは空気の中をつたってみんなの耳に届く。
    そのとき「震えを伝えるもの」は、密に詰まっているものの方が音も伝わりやすんだ。
    例えば、空気にくらべて水中では約4.5倍、鉄だと約18倍ほど速く音は伝わるよ。

     

    音の高さの違い = 振動数の違い

     

    振動数の違い

     

    音の高さは、振動数(振えた時の数)の違いが関係しているんだ。
    同じ時間でも振えた数が多ければ高い音、それにくらべて少ないと低い音になる。
    この振動数を周波数とも言うよ。

     

    ちなみに、音の大きさは振動の振れ幅が関係しているよ。
    振れ幅が大きいほど大きな音、小さければ小さな音になるんだ。

  • てれみんパパ
    のどに手をやさしくあてて、高い声と低い声を出してみよう。 のどが振える様子も、違うはずじゃよ。
  • 温かいところと、寒いところでは伝わり方が違う

     

    音の伝わり方の違い

     

    この世のあらゆるものは分子でできている、という話は前にもでてきたね。
    (♯8「原子・分子のお話」より)

     

    実は、さっき出てきた「震えを伝えるもの」の正体は、分子なんだ。
    ものが震えると、そのまわりの空気中の分子が振動し、音が伝わっていくんだ。

     

    気温が高ければ、音の分子の活動が活発になり、伝わりやすい。
    反対に、気温が低いと音の分子の動きが鈍くなり、音が伝わりにくいんだ。

     

    音は合成できる?

     

    音 = 波の形で伝わる

     

    鳥と音

     

    音は、物の振えが耳までつたわる…というのは、さきほどの話。
    その生み出される震え方は、波の形によって決まるんだ。
    この音の波を 音波 とも言うよ。
    自然のなかで生み出される音はもちろん、この音の波は人工的に作ることもできる。
    代表的な楽器は、シンセサイザー。
    これは、基本形の波を重ね合わせることで、新たな音を作ることができるんだ。

  • てれみんパパ
    意外にも、きれいな波形は耳ざわりだったり、 組み合わさった複雑な波形が聞きやすかったりするんだ。
  • よく使われる基本形は、主に次の3つ。
    三角波(さんかくは)、矩形波(くけいは)、鋸波(のこぎりは)、

     

    音の形

     

    ボーカロイドは、打ち込みとよばれる作業を通して、こういった音の波を組み合させたり
    あらかじめ録音された人の声(言葉)を入れていったりする。
    ボーカロイドとシンセサイザー、そして音の波は深い関係があるんだ。

     

    ボーカロイドとシンセサイザー

もっと知りたい!<どんな波でも作れる?> ジョセフ・フーリエ編

考えてみよう

音はどこまで聞こえるか? ~身近な音対決!~

  • 人間が聞こえる音の範囲は20Hz(ヘルツ) ~ 20kHz(キロヘルツ)の間。
    20kHz以上を超音波というよ。

     

    人間が聞こえる音の範囲

     

    他の動物は、どんな音の範囲が聞こえるのかな?人間と比べてみよう!

     

     

    【対決1】  人間 VS カエル

     

    カエル

     

    実は、カエルは 10kHzまでしか聞こえないんだ。人間の勝ち!

     

     

    【対決2】  人間 VS イヌ

     

    犬

     

    Winner イヌ
    イヌは人間と同じ哺乳類だけれど 50kHzまで聞くことができるんだ。

     

     

    【対決3】  人間 VS コウモリ

     

    コウモリ

     

    びみょうにWinner コウモリ
    コウモリは 120kHzまでも感じ取ることができる。
    人間に聞こえない高音の超音波を使って、コミュニケーションをとっているんだ。
    でも低い音は、1000Hz(ヘルツ)からしか感じ取れないから、
    低い音20Hzから感じ取れる人間の勝ちだね。

     

    • てれみん
      人間でも、モスキート音は年齢によって聞こえたり
      聞こえなかったりするね。
    • 耳は年齢と共に劣化…肌の老化と同じように止められないのよね・・・
      (ためいき)せめて遅らせたいわ。
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