音– 音の『なぜ？』 –

物体の振動はなぜ音になるのでしょうか。音源の振動が空気を圧縮・膨張させ、圧力変化が音波として伝わる仕組みを、ギターやスピーカーなど身近な例で解説します。

音にはなぜ周波数という値があるのでしょうか。音源の周期的な振動が空気の圧力変化として伝わり、その1秒間の繰り返し回数をHzで表す仕組みを、音の高さや波長との関係も含めて解説します。

周波数が違うと、なぜ音の高さも違って聞こえるのでしょうか。蝸牛の基底膜が周波数ごとに異なる場所で振動し、有毛細胞と脳がその違いを音の高さとして知覚する仕組みを解説します。

音はなぜ大きく聞こえたり小さく聞こえたりするのでしょうか。振幅が大きいほど音圧と音響強度が増える仕組みから、デシベル、耳の周波数特性まで分かりやすく解説します。

音はなぜ壁や崖で反射し、少し遅れて反響として聞こえるのでしょうか。音の反射、直接音との経路差、到着時間の遅れ、反響と残響の違いを身近な例から解説します。

音はなぜ固有振動数が合うと大きく共鳴するのでしょうか。外から加わる振動と自然に揺れやすい周波数が一致し、エネルギーが効率よく積み重なる仕組みを楽器や建物の例で解説します。

音の共鳴はなぜ固有振動数と減衰の法則で説明できるのでしょうか。強制振動の運動方程式、共鳴曲線、位相、Q値・帯域幅まで、共鳴を定量的に分かりやすく解説します。

音の速さはなぜ弾性率と密度の比の平方根で表せるのでしょうか。ニュートンの運動方程式と弾性の法則から波動方程式を導き、v=√(B/ρ)や気体のv=√(γRT/M)が現れる理由を解説します。

液体ではなぜ縦波だけが伝わり、固体では縦波と横波の両方が伝わるのでしょうか。体積弾性率・せん断弾性率・密度から、液体と固体の波動の違いを法則として解説します。

音のドップラー効果はなぜ音源・観測者の速度から計算できるのでしょうか。移動音源が波長を変える仕組み、移動観測者が波面との遭遇速度を変える仕組みから、ドップラー効果の一般式を導きます。