中1理科:振幅と振動数

<ポイント>
振幅とは、振動の振れ幅のこと(音の大きさに影響)
振動数とは、音源が1秒間に振動する回数のこと(音の高さに影響)
・音源となる「弦」と「音の大小・高低」の関係をつかむ
音が出るときには音源が振動します。
(1)振幅
振動する幅のことを、振幅といいます。
(「静止状態の位置から、振動の端までが振幅」となる)

振幅の大小によって、音の大きさが決まります。
・振動が大きい:大きい音が出る
・振幅が小さい:小さい音が出る

【音の大小】
音が大きいほど、波の高さが高い(左)
音が小さいほど、波の高さが低い(右)
オシロスコープ2
オシロスコープを使うと、この図のように、音の状態を目で見てわかるようになります。
(オシロスコープとは、「音の大小や高低」を波の形で表す装置です)

(2)振動数
1秒あたりの振動回数を振動数といいます。
振動数の単位は Hz(ヘルツ)を使います。
(たとえば、100Hzであれば「1秒間に100回振動する」という意味)

振動数の大小によって、音の高さが決まります。
・振動数が大きい:高い音が出る
・振動数が小さい:低い音が出る

【音の高低】
音が高いほど、波の間隔が狭い(左)
音が低いほど、波の間隔が広い(右)
オシロスコープ3

(3)音源となる「弦」と「音の大小・高低」の関係をつかむ
①弦の長さや太さなどを変えずに、音の大きさを変える場合
 強くはじくと大きい音が出て、弱くはじくと小さい音が出る

②弦をはじく力は変えずに、弦の張り方を変えて音の高低を変える場合
・弦の長さ
 長い:低い音 / 短い:高い音

・弦の張り方
 強く張る:高い音 / 弱く張る:低い音

・弦の太さ
 太い:低い音 / 細い:高い音

<補足>
音を出す音源が動くことで、音の高さが変化して聞こえる現象を「ドップラー効果」といいます。
音源が「近づくか遠ざかるか」によって、音の高さの変化の仕方が変わります。
身近な例では、「救急車のサイレンの音」です。
救急車が「自分の近くを通過する」と変化して聞こえます。

(なお、「ドップラー効果」は高校物理の範囲となりますので、詳しい原理などは高校で学習します)

・音源が観測者に近づいてくる場合
 音の波が縮んでくるため、振動数が大きくなり、高い音に聞こえる

・音源が観測者から遠ざかる場合
 音の波が広がってくるため、振動数が小さくなり、低い音に聞こえる

<まとめ>
振幅とは、振動の振れ幅のこと(音の大きさに影響)
振動数とは、音源が1秒間に振動する回数のこと(音の高さに影響)
・音源となる「弦」と「音の大小・高低」の関係をつかむ

 

※ 理解を優先するために、あえて大雑把に書いてある場合があります

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