( 第 3 回 ) 音響工学
情報学部 情報学科
西宏之
先週のまとめ
• 重ね合わせの原理
• 周波数分析は重ね合わせの原理の賜物
• 周波数分析の２つの方法
• フィルターによる方法
• フーリエ変換による方法
• フーリエ変換の欠点～不確定性原理
• 広帯域スペクトラム
• 狭帯域スペクトラム
不確定性原理をこれらの図
を使って説明してみよう
今日のテーマ～ 音の性質
• 音の伝播
点状の音源 スピーカー音源
音＝波 ( ＝海の波 ) のイメージ
海の波と音の波の決定的違い
• 波を伝えるもの ( 媒体 ) が違う
• 水 ／ 空気
• 媒体 ( 水／空気 ) の動き方が全く違う
• 垂直 ／ 水平
横波
縦波
粗密波
海の波
音の波
時間軸に対する
横波としての
表現
縦波としての
表現
時間軸，距離軸ともに横波として表現
音速は気温で変わる
• v=331.5+0.61 t
• 単位は m/s
波長と周波数の関係
• １周期の波の長さ～波長： λ
• 1 秒当たりの波の繰り返し回数～周波数：
f 0 v
f 0
• は，何を表すか？ 0
0
1 t
v
f
回折と屈折と反射と干渉
• 回折とは，「 」現象である．
• 屈折とは，「 」現象である．
• 反射とは，「 」現象である．
• 干渉とは，「 」現象である．
回折
周波数が高い場合
周波数が低い場合
屈折
昼間より夜間の方が音は遠くまで届く
• 昼間
• 夜間
反射
• カラオケのエコーのようなもの
• 「ささやきの壁」
• ロンドンのセントポール大聖堂
• 北京天壇公園
干渉
アクティブノイズコントロール
• Bose 社のホームページより
その他の音響現象
• 共鳴
• 管の口側では位相はそのまま，底側では位相が逆転し，１／４波長で
共鳴する
• うなり
• 周波数が近い２つの音を同時に鳴らすと干渉によってうなりが生じる
• ドップラー効果
• パトカーのサイレン
共鳴
うなり
ドップラー効果
音を伝える媒質
練習問題
• 重ね合わせの原理とは何か．
• 矩形波と三角波はどちらも奇数次の倍音しか含まない．では，違いはどこにあるか？
• あらゆる周波数のサイン波を組み合わせたものを「白色雑音」ということがある．なぜ，「白色」という言葉が用いら れるかを説明せよ．
• 周波数分析をするための代表的な２つの方法を述べよ．それぞれを説明せよ．
• 音の大きさをデシベルで表現することが多いが，その理由は何か？
• 2 種類のスペクトログラムについて説明せよ．
• 音は波の性質を持つが，縦波，横波いずれに近いか？
• 音の波長，周波数，周期の関係を述べよ．
• 回折とはどのような現象をいうか簡単に説明せよ．
• 昼間より夜間の方が音が遠くまで届く理由を，音の屈折現象を用いて説明せよ．
• アクティブノイズコントロールの原理を説明せよ．
• ドップラー効果はなぜ起こるのかを説明せよ．
• 音を，「鉄」，「水」，「空気」を媒体として伝える場合，短時間で届く順に３つを並べ替えよ
