実験06

オシロスコープを使うと、音を横波の図としてとらえることが出来る。

音の三要素は、①音の高さ、②音の強さ、③音色である。

①高い音は音波の振動数fが大きく、低い音は振動数ｆが小さい。例えば、ＮＨＫ放送の時報の振動数は、４４０Ｈｚと８８０Ｈｚである。（ポッ・ポッ・ポッ・ポーンという良く耳にする音である。）

オシロスコープでは、振動数は現れないが、振動数ｆと波長λの関係、

　　　　　Ｖ＝ｆλ　　（Ｖ；音速，気温１５℃でＶ＝３４０ｍ／ｓ）

があるので、Ｖが一定と考えれば、高い音は波長λが小さく、低い音は波長λが大きいことが分かる。

下の写真は、いくつかの振動数におけるオシロスコープの写真である。


振動数２５０Ｈｚの波形。波長は長い。	振動数５００Ｈｚの波形。

振動数７５０Ｈｚの波形。	振動数１０００Ｈｚの波形。上の５００Ｈｚの波長の半分になっていることが分かる。

　②音の強さは、音波のエネルギーとして決められ、音波の振幅や振動数が増えると強くなる。

　③音色は、音波の波形で現れる。楽器や人の声などを聞き分けられるのは、音波の波形の違いに因るためである。

　下の写真は、ある人の「あ」「い」「う」「え」「お」の波形である。


「あ」の音。	「い」の音。

「う」の音。	「え」の音。
	この写真は、ある人の波形であって、人によって同じ「あ」の音であっても、波形は異なる。人はその微妙な違いを聞き分けられるのである。
「お」の音。

　振動数のわずかに異なる２種類の音を同時に聞くと、ワーン，ワーンといううなりが聞こえる。これは、音波が干渉しあう結果、強めあったり弱めあったりするからである。

　下の写真は、実際に振動数の異なる２種類の音波の波形である。