音は何でできているか
音の正体はとてもシンプルで、物体の振動 です。何かが小刻みにふるえると、その動きが空気を押したり引いたりして、まわりに広がっていきます。これが音です。
音を出している物のことを 音源（または発音体）と言います。音源を観察すると、必ずどこかが振動しています。
例：太鼓 → 太鼓の革がふるえている／声 → のどの中の声帯がふるえている／ギター → 弦がふるえている。さわって確かめると、本当にビリビリしている。
音は何を通って伝わる？
音源がふるえているだけでは、まわりに音は届きません。間に 空気・水・金属など、何かの物質 がないと音は伝わらないのです。物質の中の小さな粒（分子）が、振動をバケツリレーのように次々と運んでいます。
- 宇宙空間は空気がほぼゼロ（真空）なので、いくら大きな爆発が起きても音としては聞こえない。映画の宇宙シーンの「ドカーン」は演出。
- 理科室の実験：ビン（鐘の入った容器）から空気を抜いていくと、中で鳴っている鐘の音がだんだん小さくなっていく。
そして、音が伝わる速さは 通る物質によって違います。物質が密で硬いほど、粒子どうしがぎっしりつまっていて振動を伝えやすいので、音は速く進みます。
- 空気中（気温15℃）：約 340 m/秒 ← まずこの数字を覚える
- 水中：約 1500 m/秒（空気の約4.4倍）
- 鉄の中：約 5000 m/秒（空気の約15倍）
音の速さの計算
音速がわかると、距離と時間が計算できます。中1で習う基本の式と同じです。
距離 ＝ 速さ × 時間
速さ ＝ 距離 ÷ 時間
例題：花火が見えてから「ドーン」と聞こえるまで5秒かかった。花火までの距離は？
距離 = 340 × 5 = 1700m（およそ1.7km）
雷も同じ原理で測れます。光は1秒間に約30万kmと速すぎてほぼ瞬時に届きますが、音は340m/秒なので遅れて届きます。光ってから音が聞こえるまでの秒数 × 340で、雷までのおおよその距離が分かります。
音の3つの要素
音にはどんな音にも3つの特徴（要素）があります。大きさ・高さ・音色 の3つです。それぞれ「波のどこ」で決まるのかをセットで覚えるのがコツです。
例：太鼓を強くたたくと革が大きくふるえて大きな音、弱くたたくと小さくふるえて小さな音。単位は dB（デシベル）。
弦楽器は、弦を 短く・細く・強く張る と振動数が増えて高い音になる。
人間が聞こえる範囲（可聴範囲）は 約20Hz〜20000Hz（20kHz）。これより高い音は超音波。
例：ピアノの「ド」とバイオリンの「ド」は、振動数（高さ）も大きさも同じくらいに合わせても、音色がちがうから区別できる。
オシロスコープで見る音の波
音を オシロスコープ という装置で見ると、波の形として表示できます。横軸は時間、縦軸は振幅です。3つの要素は、それぞれ波形のどこに表れるかを見ると、目で区別できます。
つまり、波形を1枚見るだけで「縦は大きさ、横の細かさは高さ、形は音色」と3つの情報が一度に読み取れます。これがオシロスコープを使う意味です。
練習問題
- 音を出している物体のことを何というか。
- 音の大きさは波の何で決まるか。
- 音の高さの単位は何か。記号も書きなさい。
- 人間が聞こえる音の振動数のおおよその範囲を答えなさい。
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(1) 音源（発音体）
(2) 振幅（しんぷく）
(3) ヘルツ（Hz）
(4) 約20Hz〜20000Hz（20kHz）。これを可聴範囲という。
- 花火が見えてから音が聞こえるまで3秒かかった。花火までの距離は何mか。
- 1700m先で雷が落ちた。光ってから音が聞こえるまで何秒かかるか。
- 音は水の中では約1500m/秒で進む。空気中の何倍速いか（小数第1位まで）。
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(1) 距離 = 340 × 3 = 1020m
(2) 時間 = 距離 ÷ 速さ = 1700 ÷ 340 = 5秒
(3) 1500 ÷ 340 ≒ 4.4倍
- ギターの弦を強くはじくと、何が変わって音がどう変わるか。
- ギターの弦を細いものに張りかえると、何が変わって音がどう変わるか。
- ピアノとバイオリンで同じ高さの「ド」をひいても、ちがう音に聞こえるのはなぜか。
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(1) 振幅が大きくなり、音が大きくなる。強くはじくと弦が大きくふるえるため。
(2) 振動数が多くなり、音が高くなる。細い弦のほうが速くふるえるため。
(3) 楽器によって 音の波の形（音色）がちがう から。同じ高さ・同じ大きさでも、波形がちがえば別の音に聞こえる。
まとめ
- 音の正体は 物体の振動。音を出すものを 音源 といい、必ずどこかがふるえている。
- 音は空気・水・金属など 物質を通って伝わる。真空では伝わらない。空気中で約 340m/秒、水で約1500m/秒、鉄で約5000m/秒。
- 音の大きさは 振幅、高さは 振動数（Hz）、音色は 波の形 で決まる。これが音の3要素。
- 波形を見れば「縦＝大きさ、横の細かさ＝高さ、形＝音色」と一目で読み取れる。
- 距離 = 速さ × 時間。光ってから音が遅れて届く時間で、花火や雷までの距離が計算できる。