言語聴覚士のための音響学

第1回

音の生成と伝播

今日のポイント
調音音声学の復習
音の生成と伝播
正弦波(波長・振動数・周期・振幅)
純音・複合音

調音音声学の復習

1.音声はどのように出るの?

配布プリント参照

2.母音・子音・半子音って?

口の開き 特徴
狭い 狭めがある 破裂音 …… 閉鎖→破裂(開放)
狭めがある 摩擦音 …… 狭めが続き、その間、摩擦による雑音が続く
狭めがある 鼻音 …… 口腔だけでなく鼻腔も使って発音
狭めがある 流音 …… ラ行の子音
狭めがある 半子音 …… 母音より少しだけ狭めあり
広い 狭めがない 母音 …… 基本的に子音に比べると狭めがない。

@舌の山の位置
A口の開き
B唇の突出(円唇・非円唇


によって分けられる。

3.発音記号を見てみよう!

音声の分類


IPA Help という無料のソフトを使うとIPAの表の音を聞くことができます。
Web上で発音が聞けます。

東京外国語大学のHP でもIPAの表とその音声、調音位置の図が見られます。
Web上で発音が聞けます。
それぞれどのような音か確認しよう!

音の生成と伝播について

たまきちの物理 HomePage(北村俊樹さん作成)
横波と縦波の位相

のりさんのパソコン物理(加藤徳善さん作成)
物理の授業用 電子黒板で使えるJAVAアプレット
等速円運動・単振動・正弦波
波の重ねあわせ

にデモがあります。

正弦波(波長・振動数・周期・振幅)

実験1 純音を聴いてみよう!見てみよう!

ESynthというソフトで簡単に、様々な周波数の純音を作れます。(作成デモ)
ESynthは以下のページからダウンロードできます。興味のある人は家で使ってみましょう。
Windows Tool for Harmonic Analysis & Synthesis
http://www.phon.ucl.ac.uk/resource/sfs/esynth.htm

以下が作成した純音です。

それぞれの音をクリックして聞いてみましょう。
音の高さの違い、強さの違いが分かりますか?
聴覚検査では、1000Hzと4000Hzの純音が一番よく使われます。(聴き比べてみましょう)

低い 高い
600Hz 1000Hz 2000Hz 3000Hz 4000Hz
強い -10dB -10dB -10dB -10dB -10dB
-20dB -20dB -20dB -20dB -20dB
-30dB -30dB -30dB -30dB -30dB
弱い -40dB -40dB -40dB -40dB -40dB

【本日の課題】

問1
以下のサンプルの純音をwavesurferで開いて、周波数・周期を調べてみましょう。

音サンプル(以下をダウンロードして聴いて下さい)

純音1
純音2

純音3

問2
純音1と純音2との違いは?
問3
純音1と純音3との違いは?

(以下の課題提出フォームのように結果をメールに書いて、授業用アドレスに送って下さい)
件名は「音響学第1回」にして下さい

実施日 
実験1
名前・学籍番号
問1
純音1 周波数○Hz・周期○秒
純音2 周波数○Hz・周期○秒
純音3 周波数○Hz・周期○秒
問2
問3


周波数とは? 1秒あたりに振動する回数(単位Hz)
100分の1秒にある繰り返しの数(振動数)を調べて100倍してみよう!

0.01秒間の同じ波形の繰り返しの数×100=1秒間の振動数(周波数)
周期とは? 音が振動を繰り返すのにかかる時間(単位秒)

周波数と音の高低の関係

振動数が多い 周波数が高い 高い音
振動数が少ない 周波数が低い 低い音

波形の振幅と音の大きさの関係

振幅が大きい 大きい音
振幅が小さい 小さい音

正弦波は以下の3つの要素が決まれば1つに決まる!

@ 振動数(または周期)
A 振幅
B 位相(どれだけ時間がずれているか)

波長と周波数の関係

音速340(m/秒)÷波長(m)=周波数(Hz)

【ちょっと練習問題】
@以下の音を途中から、強さを変えずに高くしたらどのようになるか続きをノートに書いてみましょう!
A高さを変えずに、強さを弱くしたらどのようになるでしょう?
A高さを低く、同時に強さを強くしたらどのようになるでしょう?
全部できたかな?

音声ファイルの開き方

@音声ファイルをダウンロードします。

【ファイルのダウンロードの仕方】
右クリック→対象をファイルに保存→名前をつけて保存→デスクトップに保存

注意! ファイルがどこにいったか分からなくならないように、ダウンロードしたファイルは、まずはデスクトップ
に保存しておきます。Wavesurferを使っての作業はフロッピーディスクから立ち上げて行わないこと、
途中で止まってしまうことがあります。

Aスタート→すべてのプログラム→Wavesurferで立ち上げます。(学校のPCではデスクトップにショートカットがあります)

BFile→Open(ファイルを開く)または、左から2番目の「黄色いフォルダー」のボタンを押します。
Open fileのウィンドウから、デスクトップにダウンロードしてあったそれぞれファイルを選択します。
右下の「開く」のボタンで確定します。
Choose Configurationの窓から、今回はWaveform(波形を表示します)を選び、「OK」のボタンでで確定します。

CPCモニターの右下の音量コントロール(スピーカーのマーク)が適切であることを確認します。
(つまり、再生の音が出るか?)

ボタンは左から順番に以下のようになっています。



@新規作成 (新規に録音する時に使います)
Aファイルを開く (すでにある音声ファイルを開く時に使います)
B印刷
Cボリュームコントロール
D切り取り
Eコピー
F貼り付け
Gもとに戻す
Hズームイン
Iズームアウト
Jファイル全体をウィンドウいっぱいに表示させる
K選択した部分をウィンドウいっぱいに表示


裏技! ファイルを開いた時にウィンドウいっぱいにファイルの内容がかたまって表示されないことがあります。
その時は、右上のウィンドウ最大化・最小化ボタン(赤い×の隣の四角が書いてあるもの)を何度か
押すとちゃんと表示されます。試してみましょう。

WavesurferのHPのマニュアル

実験2 複合音を聴いてみよう!見てみよう!

純音以外の音は複合音です。
ESynthというソフトで
いろいろな倍音を足し合わせて複合音を作ってみよう。(デモによる複合音の作成)

音サンプル(以下をダウンロードして聴いて下さい)

純音4
純音5

純音6
複合音1
複合音2

複合音1は、純音4と純音5を足し算して作った複合音です。
複合音2は、純音4、純音5、純音6を足し算して作った複合音です。
それぞれの純音単独と聴き比べてみよう。
複合音1と複合音2とでは聴こえ方に違いがあるだろうか?

それぞれのサムネイルをクリックするとESynthによる入力が大きく見えます。

純音4 純音5 純音6
複合音1 複合音2