こんにちは、カタツムリ系🐌です。
もともとは
- モノはすべて「ツブ(粒)」であり「ナミ(波)」とする量子論の理解の助けになるかな、と思ったことと
- ナミそのものである？！「音楽」好き
なので、この本に手をつけた経緯あります。
しかし、前回の投稿では、
- 波は、✖︎モノ ○コト
- 規則的な対称性が万華鏡のように美しい
- 規則的な対称性が著しいので数学的にも表現可
なんていう、思わぬ印象を受けることになり、手強い内容ながら、なかなかやめられず、先に読み進めています💦
なんだかんだで、楽しみ😊
そんな前回の投稿は↓
出典はアマゾンさん。
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【目次】
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音速という言葉ありますが、環境毎にかなり変わるらしい
P-57
媒質 音速(秒速 m/s)
空気 340
水 1,482
ダイヤモンド 18,500
我々が知っている音速は、常温の空気を通るときだけで、ダイヤモンドを通すと、なんと秒速18,500メートル、時速で言えば、66,000キロメートルだとか。空気の時に比べて、50倍以上。環境によって、これほど柔軟なのは、やはり、✖︎モノ ○コト、だからでしょうか。
本題。ドップラー効果って覚えてますか
やっぱり、今、聞いても、インパクトのあるネーミングですね。ドップラー！！
とにかく、音や光は、聞いたり見たりしている人の位置
- (に)近づいてくる場合 → 大きく、明るくなり
- (から)遠のいていく場合 → 小さく、暗くなる
というヤツです。
そう言えば、どうしてでしょうね。割に丁寧に解説してあったので、さらに私という、なかなか心もとないフィルターを通して、次のように理解してます。とりあえず、遠のいていくパターンを。
とりあえずの印象としては、
- 「音」の「オリジナルの振動数」からスタートして
- 変化した(ように聞こえる)波長を計算して
- それから「音」の「変化した振動数」を出し直す
という「三段階のステップ」が、変に分かりにくくしていたようです。しかし、カラクリ自体は、割に素直。
ドップラー効果のカラクリ
○音階「ド」は262Hz(ヘルツ)。一秒間に262回振動します。すなわち、一秒間に262回の空気の粗密を人間の耳に送り込むという仕組みなのだとか。この「粗密」(とりあえず「塊」くらいに理解してます)を
たくさん送り込む → 高い音
すくなく送り込む → 低い音
となるようです。もちろん、「音」のスピードは秒速340m。
↓
○「ド」の音(サイレン)を出しながら、時速60km(秒速16.7m)の救急車🚑が、遠ざかるとします。
↓
○「波」が相手だと、一度「波長」を出して、それから「振動数」を出すようです。そういう意味でいえば、先の「262Hz」が、どんな風に変化するのかが問題らしい。
↓
○262Hzということは、一秒間に262個の空気の塊が入っていると考えると良いようです。
↓
○音階「ド」単体だと、波長、すなわち、262個ある、音という波の一個あたりの長さは
＝ 340m➗ 262個 ＝ 1.30m/個
↓
○これが遠ざかるとなると、波長、すなわち、262個ある、音という波の一個一個の長さは
＝ (16.7m + 340m) ➗ 262個 ＝ 1.36m/個という風に、0.06m、6センチメートル長くなります。なるほど、こう考えるのですね💦
↓
○こんな風に、波長、すなわち、262個ある、音という波の一個一個の長さが、6センチメートル長くなった音の振動数は
＝ 340m ➗ 1.36m＝ 250個となります。すなわち、一秒あたりの空気の塊の数が、262 - 250 = 12個減ります。塊の少ない方＝振動数が低い方がエネルギーは低いので、その分、音も低く聞こえるようです。
ドップラー効果のまとめ
①一秒あたりに、空気の塊の数を、どのくらい人間の耳に送り込むかで、音の高低が決まります。
たくさん送り込む → 高い音
すくなく送り込む → 低い音
②遠のいていく場合、音のスピードが、遠のいていくスピードの分だけ割り増しされるように見えます(聞こえます)。ここが分かりにくいのですが、じっとしている場合に比べて、一秒あたりの、一個一個の空気の塊が延びるように見えます(聞こえます)
③音速自体は毎秒340メートルで変わりません。でも、空気の塊の図体が大きくなれば、一秒に出せる空気の塊の数は減ります。
④音の高低は、空気の塊の大小ではなく、そんな塊の単位時間あたりの数。しかるべくして、音も低く聞こえるようです。
ヘトヘト😩😩😩😩
また、次回。
#波のしくみ
#ムーチューブ
#三上編集長
#ハイゼンベルグ
