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音の性質ー速さ・振幅・振動数・ヘルツ

音の性質ー速さ・振幅・振動数・ヘルツ 理科 - 中学受験

音は空気などの物質の中を伝わって耳に届くことで聞こえます。 つまり空気が振動することで音が聞こえてくるわけです。

わかりにくいかもしれませんが、音が発生すると空気がゆれて波のように伝わって耳に届くようなイメージだと思ってください。

音を理解する上で重要なのが、「振動」や「波」という言葉です。 ここでは音の伝わり方、速さ、など音の性質について学んでいきましょう。

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音の伝わり方

音は物体(空気や水など)が振動して発生します。この振動が物体を伝わって移動していくことを『波』といいます。

音は、空気のような気体だけでなく固体や液体でも音を伝えることができます。

振動は物質が揺れることで伝わるため、真空中では音は伝わりません。

 

音の速さ

音は物質の中を伝わっていくので、伝える物質によって音の速さが変わります。

空気中の音の速さは、約 340m/秒(1気圧・気温15℃のとき)

この数値はとても重要なのでしっかり覚えておきましょう。

 

物体の状態音の速さ
気体約340m/秒
液体約1500m/秒
固体約6000m/秒

音の大きさと高さ

ギターの弦をイメージするとわかりやすくなります。

楽器の弦を強くはじくと振幅が大きくなり大きな音が出ます。

振幅とは、振動の振れ幅のことをいいます。ギターの弦を弾いたときに上下に弦が揺れるのをイメージしてください。元の元の状態(真っ直ぐな状態)から上下に移動した分を振り幅(振幅)と考えるといいでしょう。

 

振幅

振動の振れ幅のこと。

  • 振幅が大きい=大きい音
  • 振幅が小さい=小さい音

 

楽器の、弦の振幅を「短く」するほど、振動数が多くなり、「高い」音がでる

楽器の、弦の張り方を「強く」するほど、振動数が「多く」なり、高い音が出る

 

振動数

1秒間で振動する回数のことをいい、単位はHz(ヘルツ)を使います。

人間が聞こえる音の範囲は 20 Hz から 20000 Hz までで、20000 Hz 以上の音を超音波といいます。

振動数が多いほど高い音になります。

高い音:振動数が大きく、波長が短い。

ギターなどの弦を細くしたり、短くしたり、強く張ると振動数が多くなり、「高い」音がでる

 

低い音:振動数が小さく、波長が長い。

ギターなどの弦を太くしたり、長くしたり、弱く張ることで出すことができる。

 

大きい音:ギターなどの弦を強く弾くと振幅が大きくなり、「大きな」音が出る

 

小さい音:ギターなどの弦を弱く弾くことで出すことができる。

 

要点まとめ

■ 音の伝わり方

  1. 音は、物体が振動して発生する。
  2. 音は、真空中では伝わらない

 

■ 音の速さ

  1. 空気中の音の速さは、約 340m/秒

 

■ 音の大小と高低

  1. 振動の振れ幅のことを振幅という
  2. 振幅が大きいほど大きな音になる。
  3. 振動数が多いほど高い音になる。
  4. 楽器の弦を強くはじくと振幅が大きくなり大きな音が出る
  5. 楽器の弦の張りを強くするほど振動数が多くなり高い音が出る
  6. ギターなどの弦は細いと高い音、短いと高い音、強く張ると高い音になる。
  7. 1秒間に振動する回数を振動数といい、単位はヘルツ(Hz)を用いる。

 

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