＜音とは？音の性質と音に関する数値を知る＞ 2007.2.26 Update

１−１　音とは？音の正体

私たちの周りにはいろんな音があふれています。

車の音、話し声、蝉時雨、波の音・・・

静かな公園や室内でもまったく音がない空間はない訳ではなく、小さな音が存在しています。

何とか自然の中で体験出来る無音空間は「しんしんと雪の降る」夜の雪山。
風もなく、舞い落ちる雪は幻想的ですが耳を澄ますとほとんど音が聞こえない事に気が付きます。

なぜ雪の降る夜は静かなのか、すべては音響理論で説明出来るのです。

音と言うのは空気の振動であると学校で習っているはずですが、海の波のように水面に起こる波と性質は似ていますが実はまったく同じではないのです。
水の場合、波は「水面」に起きますが音の波、音波は空気中に起きます。

水面の波は上下運動ですが、音の波は上下運動だけでは説明出来ないんです。
みなさんがよく知っているスピーカーはコーン紙という振動板が「前後」に動いて音を出します。なら、「前後運動」なのでしょうか？

実は、音は空気が波のように動いているのではなく「物が動くことで空気が押され、空気の密度が変化して空気中を伝わっている」 のです。

簡単に解説すると言いながら最初から難しくなってきましたね。でも、ここを間違うとこれからの説明はほとんど理解出来なくなるのでがんばって覚えてくださいね。

１−２　音に関する数値

音は「音の高さ」（高い、低い）、「音の大きさ」（大きい、小さい）の２つの要素で表現されますがそれらを数値でデータとして扱うのに使われる単位がＨｚ（ヘルツ）とｄＢ（デシベル）です。

ヘルツって学校で習ったと思いますが家にある電化製品を見ても「５０Ｈｚ」「６０Ｈｚ」というようにＨｚという単位が書かれています。

Ｈｚは昔は「サイクル」（繰り返し）と言われてました。
これは１秒間に何回繰り返されるかの数値だからだと思うのですが、日本では１９７２７月１日から年から国際単位系のＨｚになりました。

人間の耳に聞こえる周波数は２０Ｈｚ（１秒間に２０回）から２０ＫＨｚ（１秒間に２万回）の間と学校で習ったと思いますがただ数値だけ言われてもはたしてそれがどんな音なのかわかりませんよね。

実際に２０Ｈｚの音を耳で聞くのはかなり難しく、体で感じたりする事が多いです。
逆に高い音の限界の２０ＫＨｚも同じく聞き取れる人は少ないと思います。

低音と言われている音は１５０Ｈｚ以下とも１００Hz以下とも言われていますが「腹に響く低音」とか言ってドスドスと鳴っているカーステレオの低音は実は本当に２０Ｈｚとか５０Ｈｚとかの低い音が出ているのではなく、人間の耳が聞き取れる下限の感度の良いところ（１２０Ｈｚ）あたりを思い切り持ち上げるとすごく低い音が出ているように感じるという「錯覚」を起こさせているだけなんです。

これを利用したのがサラウンドシステムなどに使われているサブウーハーです。

元々低い音を大きな音で再生するには理論的に大きな振動板と大きな箱が必要なのですが、それをミカン箱程度の箱で出せるのなら音響理論自体が覆されてしまいます。

特定の周波数を強調した、元の音とはまったく違う低音が出ているのでウッドベースの音も爆弾が破裂する音も地響きの音もみんな同じ音になるのはそのためで、音楽では音程がわからないという状態になります。

このずしりと響く疑似低音が低音だと思い込んでしまうと素直に再生された低音は物足りなく感じてしまうという感覚麻痺に似た状態になってしまいます。
（外国人と日本人では本物の音を聞いているかどうかが耳の善し悪しを決定しているという説もあります）

また、高音に関しては人によって、また年令によって高音の感度にかなりの差があります。

大きな音を連続して聞いていると耳が聞こえにくくなる「難聴」という症状が出てきますが、これはまず最初に高音が聞き取りにくくなる場合が多いです。

高音が出すぎると「シャリシャリ」な音になり、逆に少ないと「モコモコ」な音になります。

ｄＢという音の大きさをらをす単位は昔は「ホーン」と言われた単位が使われてましたがＨｚ同様国際単位のHzと同様国際単位のdBになりました。

このｄＢ、言葉で説明するのがすごく難しいので実際の音に対する数値を表にしてみました。

（表は後日追加します）

１−３　音の形、音の大きさの変化

上の図では音は平面に書かれていますが実際には最初から平らな平面で伝わってくるわけではなく、音源（音を出す源）の大きさや形によりいろいろな形に変化して「音速」で空気中を伝わります。

小さな点（点音源）から発生した音は温度が均一の解放空間では球面状に伝わっていきます。

点の大きさがどの程度まで言うのかはっきりしませんが、手を叩くとかピストルの音とかは点音源として考えられます。

点音源から発生した音は音源から近いところでは球面状の形をしていますが、遠く離れるにしたがって平面に近くなり、極端に離れると平面として考えて良いほど平らな形になります。