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波動の難所「うなり」は振動数のズレが原因! 【うわ〜ん】

1.「うなり」の概念

「うなり」という言葉を聞いたら、まず「うわ~ん うわ~ん」という響きを思い浮かべてください。

このような響きは何物なのかというと、わずかに高さの違う音の重なりが、音が大きくなっては小さくなることを繰り返す現象として現れているのです。

これを科学的に言い直せば、「うなり」とは「わずかに振動数が異なる波の重なりによって、振幅が大きくなっては小さくなることを繰り返す現象」となります。

 

2.「うなり」の視覚的イメージ

「振幅が大きくなっては小さくなる」とは、下図のような波を意味します。

これ以降の図はすべて、横軸が時間、縦軸が振幅で表されています。

 

 3.「うなり」のもと

2の図のような振動は、複数の波の足し算でできあがります。

うなりの発生が顕著なのは、下図のような振動数がわずかにずれている波どうしが足し合わされた場合です。

 

4.波の足し算

波の足し算とは具体的にどのようなものか確認するために、下図を見てください。

波が同じ向きに振れていれば足し算、逆向きに振れていれば引き算となります。

これにより、波がきれいに重なっているところはおよそ2倍の振幅に、波が大きくずれているところは振幅がゼロに近くなっていることがわかると思います。

これを、もう少し長い時間軸で見てみると、下図のように「うなり」、つまり振幅の大小の繰り返しが見えてきます。

 人間の耳は、振動数の近い2つの音が同時に鳴らされていても、それぞれを聞き取るのではなく、その2つが合わさった音を聞き取ります。そのため、オレンジ色の波のような「うなり」を聞くことになるのです。

 

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