「高等学校物理/物理I/波/音波と振動」の版間の差分

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音の数式について、縦波と横波を混同してたので、修正。
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* 発展: 音波の三角関数による近似と、その限界
「うなり」を計算する際、ひとつひとつの音叉(おんさ) をたたく事によって発生する(それぞれの音叉からの)音の強さを、数式であらわすとき、高校レベル 〜 大学入試レベル では、(音叉をたたく事によって発生する音の強さ縦波としての式は)「ひとつの振動数だけで、なりたっている」と近似して良い。
 
また、そのため、音叉をたたく事によって発生する音の強さの式は、数学の「三角関数」をもちいて近似できる。もちろん、その音波を近似した三角関数の振動数の値は、音の振動数と同じ値である。(なお、音は縦波であるので、けっして波の形状は三角関数ではない(というか、そもそも、(水面波のような)形状は音波には無い)。音の計算の際に、三角関数で近似的に記述される対象は、音を構成している個々空気のかたまりの移動方向である。一般に、縦波を三角関数であらわす公式で記述れる対象は、その縦波を構成する媒体の、個々の位置での移動方向である。)
 
もっとも、三角関数で近似できると言っても、ひとつの音叉の音だけでは、まったく、音の強さが周期的に変化する様子は、まったく聞こえない。(※ 耳の構造なども関係する話題なので、あまり深く考える必要は無い。)
 
なので、音の計算で三角関数が役立つのは、あくまで「うなり」を計算するような場合だけであろう。
 
:(※ 高校必修の範囲外だが、下記の発展項目のように、音として強さ(空気の)振動・波動を三角関数で近似できると仮定すると、そこから「うなり」の起きる現象を式変形で導出できる。)