音
音・・・物体が振動することによって、その振動が空気を伝わって耳に届くことで聞こえる。また、振動が次々に伝わる現象を波という。
※振動は物質が振動することで伝わるため、真空中では音は伝わらない。また空気のような気体だけでなく、固体や液体も音を伝えることができる。
音の速さ・・・空気中では15℃で約340m/秒である。水中では、約1500m/秒。鉄のような固体では約6000m/秒という風に気体→液体→固体の順に速くなる。
※音の速さは温度によって異なり、温度が高いほど速くなる。
| 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
大きい音・・・ギターなどの弦を強く弾くことで出すことができる。
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。
高い音・・・ギターなどの弦を細くしたり、短くしたり、強く張ることで出すことができる。
低い音・・・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。
※大きい音や小さい音は音量が違い、高い音や低い音はド・レ・ミ・ファ・ソ・ラ・シ・ドのように音階が違う。
オシロスコープ・・・音の大小や高低などを波形として見ることのできる装置で図のように見ることができる。
振幅・・・振動の中央から振動する端までの長さのことで、これが長いと大きい音となる。
振動数・・振動する物体の1秒あたりの波の数のことで、ヘルツ(記号Hz)という単位で表す。これが高いほど高い音となる。
例えば、上図のように1メモリが0.001秒だとすると、0.004秒で1つの波があるので、1秒あたりの波の数は、1÷0.004＝250となり、1秒あたり250個の波があることが分かる。よってこの音は250Hzであると分かる。
※振動数は別名周波数とも呼ばれている。また、音楽の音階は音によって振動数が決まっていて、1オクターブ上の音になると振動数は2倍となる。(例：ピアノの真ん中のラの音は440Hzでその1オクターブ上のラは880Hzでその1オクターブ上のラは1760Hz)
※人間の耳に聞こえる振動数の範囲は20Hz～20000Hzである。
共鳴・・・同じ振動数の音を鳴らす音叉を向かい合わせて置き、一方を鳴らすと他方も鳴り出す現象。
※共鳴は同じ高さの音を鳴らすもの同士でしか起きない。
ドップラー効果
ドップラー効果・・・音源と観測者で運動の状態に違いがあるとき、音源から出る音の振動数が一定でも、聞こえる音の高さが違って聞こえる現象。
例えば、救急車がサイレンを鳴らしながら自分に近づくとき、その音が高く聞こえ、自分から遠ざかるとき、その音が低く聞こえる。
※音の単元は数学の速さを使った問題などが出題されることが多い。校舎の壁に向かって鳴らした音が跳ね返って自分に聞こえるときに、音は1往復していることに気をつけなければならない。複雑な問題は図を書いて解くことが大切。また、オシロスコープの波形も定期試験でよく見られる問題。同じ高さの音を波形から選ぶ問題や、音の振動数を波形から求める問題も出題されやすい。
