音の伝わり方を解説！そもそも音ってなんだろう？

Byかむら

私たちの身近にあふれている音。水の音や風の音、スマートフォンから流れる音楽。
私たちの耳にどうやって届いているか知っていますか？
この記事では、以下について中学理科の学習内容をもとに解説しています。

• そもそも音とは何なのか？
• 音はどうやって人に伝わっているのか？
• 音の大きさはどうやって決まるのか？

読み終わると、中学理科の復習ができますよ。さらに、身近な音について、もっと興味がわいてくることでしょう。ぜひ最後までご覧ください。

そもそも音って何？

音は、振動や震えによって存在しています。
太鼓を思い浮かべてみてください。太鼓を叩くと、面がブルブルと振動しますよね。あの震えは、音が発生している状態が目に見えるようになったものです。
太鼓のように目には見えなくても、音が発生している場合には、そこに振動や震えが必ずあることを覚えておきましょう。

音を発生させるものを音源と呼びます。叩くと音が出る太鼓は音源といえるでしょう。また拍手で音が出せる手も音源、ニュースを流しているラジオも音源です。世の中のほぼすべてのものが音源になり得ます。

音の伝わり方

音は、振動によって空気に伝わり、私たちのもとに届きます。
叩いた太鼓の面が震え、その振動が空気にも伝わる。空気の振動が私たちの鼓膜を震わせることで、私たちは音が出ていることを認識できます。
音は空気によって伝わるので、真空の状態で音は発生できません。

このような実験があります。

1. 容器の中に音の鳴るベルを入れ、フタをする
2. 容器から注射器で空気を抜いていき、真空状態を作る

これは、空気の有無で音の聞こえ方が変わるのか確認する実験です。

はじめにフタをした段階では、容器の中に空気があるため、音を聞き取れます。
その後、注射器によって空気が抜かれるにつれ、だんだんと音が小さくなっていきます。
この実験では、空気は音を伝えるために重要なのだとわかります。
※空気がなくなっても、容器に音があたって振動するため、音はとても小さくなるだけで消失はしません。

音は空気中以外に、固体中や水中でも伝えることができます。
たとえば、糸電話。糸電話は、個体である糸を通して音を相手に伝えます。
プールで潜水中に、先生のホイッスルが聞こえた事はありませんか。水中でも音は聞こえてくるのです。
空気以外にも音源が何かの物質に触れていれば、振動が伝わり、音が発生するようになります。

音の伝わる条件

1. 空気中
2. 水中
3. 個体中

音の性質、特徴

一口に音といっても、高音や低音、大きな音から小さな音までさまざまな違いがあります。
この音の違いは、数値として表すことが可能なのです。
この章では、音の持つ性質や特徴を解説しています。

音の速さ

ピカっとしたかと思えば、数秒後に大きな音が聞こえる。雷を見て、どうして音が遅れて聞こえるのか、不思議に思った事はありませんか？
これは、音の速さに関係があります。

音は空気中を秒速340メートル（m／s）で進みます。それに比べて光の速さは秒速30万メートル、1秒で地球7周半もしてしまう速さです。雷が落ちたとき、まず速度のある光が私たちのところに届きます。光よりも遅い音は、あとから遅れて私たちのところに届くのです。

音はどこを伝わるのかによって、速度が変わります。音の速度を下表にまとめました。

場所	音の速さ
空気中	約340m／s
水中	約1500m／s
個体中	約6000m／s

音の速度は、条件によって変わります。
空気中の場合、湿度が高いほど音が早くなることがわかっています。

音の大きさ

音の大きさや高さは振動の幅や波動によって目に見える形で表せます。
オシロスコープという機械があります。オシロスコープは発生した振動を波の形にし、音をグラフ化する機械です。

音によりオシロスコープで出た波の高さを、振幅と呼びます。
振幅が大きくなればなるほど、音は大きくなります。振幅が小さくなればなるほど音が小さくなっていくのです。

太鼓を思い浮かべてもらうとよいでしょう。高い位置から勢いよくバチで叩くと、大きな音がします。反対に、面の1cm上からバチをおろしても、少しの音しか響かないでしょう。
大きい音を出すために、より多くの力を使うからこそ振幅が大きくなる、と考えられます。

音の高さ

1秒間に発生する波の数を振動数と呼び、ヘルツ（Hz）という単位で表します。
オシロスコープに出る波の数が多ければ多いほど、音が高くなり、少ないほど音は低く聞こえます。

	オシロスコープの図	音の状態
幅	振幅（上下の動き）が大きい	大きな音
	振幅（上下の動き）が小さい	小さな音
高さ（Hz）	波の数が多い	高い音
	波の数が少ない	低い音

 

まとめ

私たちの身近にあふれる音は、すべて振動から成り立っています。
音源から出た振動が空気や個体、水を揺らし、私たちの耳まで届くのです。音源は、周りにまったく何もない状況に置かれていたら、音は私たちのところには届きません。
音は空気中では光よりも遅く、秒速340メートルで進みます。音は何を通して伝わるのかによって速度が変わるので、参考程度に覚えておきましょう。
音の大きさや高さは、音源から発せられる音波によって変わります。音波は波が高ければ音が大きく、低ければ音が小さくなります。波が多ければ音は高く、少なければ音は低く聞こえるでしょう。
音の性質は、すべて振動によって決まります。聞こえてくる音がどのような波の形をしているのか、想像してみると、よい復習になりますよ。ぜひ身の回りの音に耳を傾けてみてください。

 

[to_colab subject=数学・理科分野]