【理科】音について。定期テスト対策！

音は光とともに無くてはならないものとして世界中の至る所に存在しています。その中でも、音は常に耳に入りながら我々は生活をしています。

こんな音について、皆さんはどれだけ知っているでしょうか？

今回は、音に対する疑問を取り除きつつ、定期テストに対する勉強の一つとして、音とは何か？どんな性質があるのかを簡単に説明していきたいと思います。

音は、物の振動がその振動を媒介するものによって伝えるものです。

媒介するものとは、空気などの気体、水などの液体、氷などの固体など、様々あります。

音の物質というものはなく、振動したものが伝わることで、動物はそれを「音」と認識するのです。

例えば、空気中で音が鳴るものを真空(大気よりも粒子が少ない状態)に持っていくと、たちまち音は伝わらなくなります。

真空中では音を伝えるのに十分な粒子数がなくなって、音が伝わらなくなるのです。

また、空気中と水中では聞こえ方が違います。振動を伝えるものによっても音は変わるのです。

音は物が振動し、それが空気を振動させ、次々と伝わっていく現象です。

このように振動が次々と伝わっていく現象を波といいます。

波の進む方向は一方向ではなく、その周囲全域に対して同じ速さで伝わっていきます。

また、波には反射という特徴があり、壁に当たると跳ね返ります。音も波の一種なので、壁を置くと音が跳ね返ります。

この性質を利用したものが「やまびこ」です。山の上から、他の山に向かって大声を出すと、時間差で帰ってくるという遊びですが、これこそ音が山で反射する性質を利用したものなのです。

音には速さがあり、その速さは空気や水などによって異なります。

空気中の音の速さは340m/秒です。これが水の中となると、1500m/秒ほどになります。

例えば、広いライブ会場などで、スピーカーから340m後ろで聞くと、耳に入った時にはその音が発されて1秒経っている、ということです。

テストで頻出する問題として、花火の問題があります。

例1.花火が見えてから、3秒後に音が聞こえた。花火と現在の位置の距離はどれくらいか。

光は一秒間に地球を7周半できる速さをもっていますから、実質0秒で目に届いたと仮定することができます。

ところが、音は340m/秒というまだ現実的な速さなので、一瞬とは行きません。届くまでに3秒掛かったということなので、花火と現在の位置の距離は

340m/秒×3秒=1020m

ということになります。

例2.花火の打ち上げ場所から1700m離れた場所にいる。花火が見えてから何秒後に音が聞こえるか。

花火の音は、1秒間に340mという速さでこちらに向かってきます。花火の打ち上げ場所と現在地の距離である1700mを音の速さで割ると、

1700m÷340m/秒=5秒

となります。従って、この場所からは、花火が上がって5秒後に音が到達します。

音には”高さ”があります。高さといっても、ビルの高さや人の身長のように、目に見える高さではなく、音程のことです。

ピアノを例に考えてみると、真ん中より左側の鍵盤になればなるほど、重くずっしりとした音がでてきます。

一方で、真ん中より右側の鍵盤になればなるほど、軽くキーンとした音が出てきます。この重い方の音が低い音、軽い方の音が高い音となります。

この音の違いがどのように生じているのかというと、時間当たりの振動の多さによります。1秒あたりに振動した数を振動数、もしくは周波数といい、単位をHz(ヘルツ)で表します。

振動数が大きいほど高音、少ないほど低音となります。

最後までお読みいただきありがとうございました。

他にも様々なお役立ち情報をご紹介しているので、ぜひご参考にしてください。

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