音声と数学

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音とは?


まずは聞いてみよう!

まずはなんとかHzとかいうのは気にしないで下の音を聞いてみよう! どんどん音が高くなっていきます。
周波数 コメント
28Hz ありゃ、聞こえないですかあ。まあ、当然でしょう(笑)
55Hz どうですか?うちのPCだとなんとか小さな低い音が聞こえたんですけど。
110Hz 聞こえました?ボリュームを上げて聞いてみましょう。
220Hz このあたりだとなんとか「ぷ~ん」という音が聞こえることだと思います。
440Hz ピアノの中央のラの音の高さです。「ぷーー」って聞こえましたか?
880Hz ラジオの時報の「ぽーん」という音の高さです。
1000Hz ずいぶん高い音になってきましたね。
2000Hz よく聞こえるところです。
3000Hz ここまでが限界というコンピュータもあります。
4000Hz 「ぴー」ですかね?危険な音かも(笑)
8000Hz ジェット機の「きーん」って音かな?
16000Hz 「ちーっ」という音に聞こえませんか。
18000Hz だんだん厳しくなっていきます。
20000Hz 僕はここまでが限界です。かすかながら高域の音が聞こえました。
21000Hz 聞こえたひと、あなたはすごいひとだ!

目で見る音-440Hzと2000Hz-

上の音が聞こえたのは空気が振動してあなたの鼓膜が震えたためです。では、どういう振動があったのか画像で見てみましょう。タイムスケールに注意してください。

まず440Hzの音の波形です。 440Hz波形

次に2000Hzの音の波形です。 2000Hz波形

上のふたつのグラフの違いはなんでしょうか?一目瞭然ですね。波の間隔が上の絵のものより下の絵のもののほうがずっと狭いということです。1秒間に何回同じ波を繰り返すかということを周波数といいます。すなわち上の波は1秒間に440回、下は1秒間に2000回も振動しているのです。たくさん振動すれば振動するほど人には高い音として認識されているのです。

それでは波の振れ幅はいったいどのように認識されるのでしょうか?答えは、音の大きさです。ただし、必ずしも振れ幅が2倍だからといって2倍の大きさとして認識されるわけではないということを付け加えておきます。振れ幅が2倍ずつ増幅されていく音を聞いてみましょう。440Hz+6dB +6db音画像

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