| English | 意味 |
|---|---|
| longitudinal/ˌlɒŋɡɪˈtjuːdɪnl/ | 縦波 |
| compressions/kəmˈpreʃnz/ | 圧縮部 |
| rarefactions/ˌreərɪˈfækʃnz/ | 希薄部 |
| vacuum/ˈvækjuːm/ | 真空 |
| echo/ˈekəʊ/ | エコー（反射音） |
良好な振動
- 全ての音は 振動 から始まります — ギターの弦、ドラムの皮、声帯など。
- 宇宙映画で爆発音がしないのは正当な理由があります：音は通過するための 媒質 が必要です。
- 音がどのように動くか見てみましょう。
音は縦波である
- 振動する物体は空気を 圧縮部（粒子が詰まった部分）と 稀薄部（粒子が広がった部分）に押します。
- このため音は 縦波 であり、空気は進行方向 に沿って 振動します。
- 粒子が必要であるため、音は 真空（空間）を伝搬できません。
縦波としての音：粒子が往復振動し、高密度領域（圧縮部）と低密度領域（稀薄部）を生じます。
** worked example. ** 船が海底 $150\ \text{m}$ 下方へソナーパルスを送信する。水中での音速は $= 1500\ \text{m/s}$ 。音は下向きに伝わり返ってくる（$300\ \text{m}$ 分）、よって所要時間は $= \dfrac{300}{1500} = 0.2\ \text{s}$ となる。
音は光とは異なります。 光は真空（空間）中を伝播できますが、音は できません。映画の宇宙空間で爆発が静音であるのは、物理的に正しい理由があります。振動を伝える粒子がないからです。
音
y = a sin(bt + c)
音が大きい ＝ 振幅が大きい；高い音調 ＝ 周波数が高い。
音は以下の連なりとして伝わる：
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振動する発生源は空気を作り出し、圧縮部と希薄部（縦波）を作る。
音は真空（空間）中を伝播できる。
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音は振動を伝えるために粒子が必要であるため、真空中では伝播できない。
速度と聴覚範囲
- 人間の聴覚範囲は約 $20\ \text{Hz}$ から $20\,000\ \text{Hz}$ です。
- 空気中での音の速度は約 $340\ \text{m/s}$ で、光よりもはるかに遅いです。
- 気体より液体や固体中では 速く 伝播します。粒子が密に詰まっているためです。
波の構成要素：波長、振幅、山、谷
人間の聴覚のおおよその範囲は：
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ほとんどの人は、約 20 Hz（非常に低い音）から約 20 000 Hz（非常に高い音）までを聴くことができます。
音は次の中から最も速く伝わるのはどれか？
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粒子が密であるほど振動の伝わりが速いため、音は固体中で最も速く、気体中で最も遅い。
反射音（エコー）
- 反射した音を エコー と呼びます。
- 既知の距離におけるエコーの時間を計ることで、音速を測定できます。
- 音は壁へ向かって 行き、戻ってくる ため、移動距離は 倍 になります。
少年が悬崖 $660\ \text{m}$ 離れたところから叫び、回声を $4.0\ \text{s}$ 後に聞いた。音速はいくつ m/s か？
難易度 2/5 · 140 コイン + 今日初回完了時に小ボーナス付与
音は往復するため、$2 \times 660 = 1320\ \text{m}$ を $4.0\ \text{s}$ で割る。したがって $v = \dfrac{1320}{4.0} = 330\ \text{m/s}$ 。
理解できましたか
- 音は 振動 によって生じ、 縦波 です（圧縮部＋希薄部）。
- 伝播には 媒質 が必要です。真空内では音は伝わりません。
- 人間の聴覚：約 $20\ \text{Hz}$ から $20\,000\ \text{Hz}$；空気中の速度 ≈ $340\ \text{m/s}$
- エコー は反射音です。那里へ 行き、戻ってくる ことを思い出してください