うなりとは何か?~波の重ね合わせが引き起こす物理現象~

吹奏楽などでほかの楽器と合わせて演奏するときには、ピッチを合わせます。

ピッチを合わせないと「ゥワンゥワン」というような「うなり」が発生します。

「うなり」は物理現象の一つですが、どのようにして発生するのでしょうか。

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音は波

音は空気などによって伝わる疎密波(密度の変化が伝わる波)です。

ただし、ここでいう波は、海で発生する波とは異なる現象です。

音量は振幅の大きさ

音の大きさは、振幅の大きさに対応します。

振幅が大きいほど、大きな音になります。

音の高さは振動数(周波数)で変わる

音の高さは振動数(周波数)で変わります。

振動数が大きいほど高い音です。

人間の耳に聞こえる振動数は、20Hz-20kHzです。

波は重ね合わせられる

複数の波を重ね合わせることができます。

複数の波が重なるとき、山どうし、谷どうしは強め合って振幅が大きくなり、山と谷は弱め合って振幅が小さくなります。

振動数がわずかに異なる波を重ね合わせると「うなり」が生じる

振動数がわずかに異なる波を重ね合わせると、強め合いと弱め合いが周期的にできあがります。

これがうなりです。

うなりの周期は、重ね合わせた波の振動数の差で決まります。

2つの波の振動数の差が1Hzの場合、うなりの周波数は1Hz(1秒間に1回うなりが聞こえる)になります。

わずかにというけれど

うなりが発生する原理を紹介しました。

振動数がわずかに異なる場合に観測されると言いますが、わずかにとはどれくらいなんでしょうね。

ちょっと検索しただけでは分かりませんでした。

知っている方がいれば教えてもらいたいです。

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