第１回
音の物理的特性
第１回
音の物理的特性
| 今日のポイント | |
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音の生成と伝播 |
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正弦波(波長・振動数・周期・振幅) |
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純音・複合音 |
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。
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。
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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！
| ① | 振動数（または周期） |
| ② | 振幅 |
| ③ | 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） |
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【ちょっと練習問題】 |
| ①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！ | |
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| ②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？ | |
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| ②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？ | |
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| 全部できたかな？ |
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①音声ファイルをダウンロードします。
②スタート→すべてのプログラム→音声解析→Wavesurferで立ち上げます。（学校のPCはここにあります） ③File→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。 ④PC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？） |
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ボタンは左から順番に以下のようになっています。  ①新規作成 （新規に録音する時に使います） ②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） ③印刷 ④ボリュームコントロール ⑤切り取り ⑥コピー ⑦貼り付け ⑧もとに戻す ⑨ズームイン ⑩ズームアウト ⑪ファイル全体をウィンドウいっぱいに表示させる ⑫選択した部分をウィンドウいっぱいに表示
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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）
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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？
純音４
純音５
純音６
複合音１
複合音２
実験３ 正弦波の足し算をしてみよう！
プリント「フーリエの冒険」より抜粋
→プリントに色紙を貼って足し算を実際にしてみよう！
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【ちょっと練習問題】 | |
| 上の段の波は下の段の２つの波の足し算であることを確かめよう！ | ||
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| プラス同士、マイナス同士はそのまま足し算。 プラスとマイナスの組み合わせのところに気をつけよう。（差になっていることに注意！） |
