雷が光ってから5秒後に音が聞こえた。雷までの距離は約何mか。音の速さは340 m/sとする。
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答え1700 m
式:340 × 5 = 1700
音はどうやって耳に届く?高い音と低い音の違いは?
疎密波・振動数・振幅を図解で理解しよう。
太鼓を叩くと膜がブルブルと震える(振動する)のが目で見える。この振動が空気を伝わって耳まで届き、音として聞こえる。空気のない宇宙空間では、音は伝わらない。
音は物体の振動から生まれ、空気などの媒質を波(疎密波)として伝わる。真空中では音は伝わらない。
図1:音は空気の粒子が振動方向と同じ向きに伝わる縦波(疎密波)。
🌍 各媒質での音の速さ
| 媒質 | 音の速さ |
|---|---|
| 空気(15℃) | 約 340 m/s |
| 水 | 約 1500 m/s |
| 鉄 | 約 5900 m/s |
| 真空 | 0(伝わらない) |
❌ よくある誤解
波は「エネルギーや振動の伝わり方」であって、「物質そのものの移動」ではない。この考え方は光や地震の波(地震波)にも共通する。
高校物理では、音の速さが温度によって変わること(気温が1℃上がると音速は約0.6 m/s速くなる)を式で扱い、音源と観測者が動くときに音の高さが変わる「ドップラー効果」まで学ぶ。救急車のサイレンが近づくと高く、遠ざかると低く聞こえる現象を数式で説明できるようになる。高校物理の範囲
ギターの弦を強くはじくと大きな音が、細い弦をはじくと高い音が出る。音の「高さ」と「大きさ」は別の性質で、それぞれ振動の細かさ(振動数)と振動の激しさ(振幅)で決まっている。
音の高さは振動数(Hz)で、大きさは振幅で決まる。振動数が多い=高い音、振幅が大きい=大きい音。
図2:振動数が多い(波が密)ほど高い音、振幅が大きいほど大きな音になる。
高校物理では、音の速さ・振動数・波長の関係を「速さ = 振動数 × 波長」という式で結びつけ、弦や気柱の固有振動(弦楽器・管楽器の音が出る仕組み)を波の重ね合わせとして計算できるようになる。高校物理の範囲
まず自分で解いてから、「答えを見る」を押して確かめよう。
雷が光ってから5秒後に音が聞こえた。雷までの距離は約何mか。音の速さは340 m/sとする。
答え1700 m
式:340 × 5 = 1700
音の高さを決めるのは、振動数と振幅のどちらか。
答え振動数
振動数が大きいほど高い音。振幅は音の大きさを決める。
1360 m離れた場所で花火が上がった。花火が見えてから音が聞こえるまでの時間は何秒か。音の速さは340 m/sとする。
答え4秒
式:1360 ÷ 340 = 4
音が伝わらないのはどれか。
答えウ
音は、振動を伝える物質が無いと伝わらない。
水中での音の速さを1500 m/sとすると、音は水中を3秒間で何m伝わるか。
答え4500 m
式:1500 × 3 = 4500
空気中を伝わる音が2040 m進むのにかかる時間と同じ時間で、水中を伝わる音は何m進むか。音の速さは、空気中で340 m/s、水中で1500 m/sとする。
答え9000 m
かかる時間は 2040 ÷ 340 = 6秒。水中では 1500 × 6。
✅ この単元のまとめ
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