ヘイムズIVの使い方

科学に関するQ&A

Q. 音が、違って聞こえるのはなぜ?

A.  大きさ、高さ、音色が、それぞれ違うから。
音には、ものがふるえるはば(振幅)によって決まる音の大きさ、ものがふるえる速さ(振動数)によって変わる音の高さ、人やものによって違う音色の3要素があります。この3要素が、それぞれ違うからです。

Q. 電車はトンネルに入ると、電車の音が大きく聞こえるのはなぜ?

A.  音が反射するから。
電車の音がトンネルのかべやてんじょうに何度もはねかえって、音の反射がおこるからです。お風呂場で歌を歌って、うまく聞こえるのも音の反射のせいです。音は金属のような固いものにはよく反射します。逆に、布やスポンジなど柔らかいものには、吸い込まれ小さくなる音の吸収があります。

Q. 救急車が通りすぎる前と後では、サイレンの音の高さが違います。この効果のことをなんといいますか?

A.  ドップラー効果。
救急車が近づくと、サイレンの音の波がおし縮められ、ふるえる回数(振動数)が多くなり高い音に聞こえます。遠ざかるときは、サイレンの音の波が引き伸ばされ、ふるえる回数(振動数)が少なくなり低い音に聞こえます。このように、同じ音でも、違った音の高さに聞こえる現象をドップラー効果といいます。

Q. プールに音楽が流れていたとします。水中と水からあがったとき(空気中)とでは、音楽はどちらがおくれて聞こえるでしょうか?

A.  空気中のほうがおくれて聞こえる。
音が伝わる速さは、空気(15度)で秒速340m、水は秒速1500m。水は空気より約4.4倍速く、音が伝わります。シンクロナイズドスイミングの選手は、水中にいるとき、観客よりも音が進んで聞こえるので、演技を少しおくらせるそうです。

Q. ピアノの右はしのけんばんと、左はしのけんばんをたたいたら、どっちがしん動数が大きい?

A.  右はしのけんばん。
高い音は、振動数が多く、低い音は振動数が少ない。ピアノのけんばんは、右へ行くにつれて高い音をだします。
明治33年、山葉寅楠は、浜松市でピアノの国産化に成功し、今日の楽器産業の基礎を築きました。

Q. 運動場から50mさきの校舎に向かって大きな音を出したら、0.3秒後に反射してきた音が聞こえました。このときの音の伝わる速さは毎秒何m?

A.  333m。
音が伝わった距離は校舎間の往復で、50m×2=100m。
0.3秒で100mを戻ってきたので、秒速は、100÷0.3=333mとなります。

Q. 小さいころ、雷が鳴ってから光るまでを数を数えると、遠くか近くか、分かるよと聞いていたけど、それは本当の話ですか?

A.  花火が光ってから音が聞こえるまでに時間がかかりますよね?音が空気中を進む速さは1秒間に340メートルです。光はほぼ一瞬で届くため、雷が光ってから音がするまでの時間が長ければ長いほど雷は遠いことになります。光ってから1秒なら、340メートル、2秒なら680メートル離れたところにあるといったぐあいです。ちなみに、光は1秒間に30万キロ、地球を7周り半もする速さです。

Q. 雷が光ってから、3秒後に音が聞こえました。雷までの距離はどれくらいですか?

A.  1020m。
稲光は大きな電流が瞬間的に流れるときの火花です。このとき通り道の空気が急に膨張して、空気をふるわせ、音を出します。光は1秒間に30万km、音の波は340m伝わるので、光ってから音が届くまで時間がかかります。雷までの距離は、
340×光ってから音が聞こえるまでの秒数=距離(m)となり、
340×3(秒)=1020mとなります。

Q. スポンジ、ゴム、布、ガラスの中で、1番音を反射しやすいのはどれ?

A.  ガラス。
音は物にあたると反射したり、吸収されたりする。音を反射しやすい物は、ガラスや金属、木などのかたい物。音を吸収しやすい物は、スポンジ、ゴム、布などのやわらかい物、小さな穴がたくさんある物です。

Q. 同じ大きさのコップを用意してそれぞれに水180ccと水100ccをいれました。コップを棒でたたいたら、どちらのコップのほうが低い音?

A.  180ccの水をいれたコップ。
水の量を多くいれたコップほうが、振動数が少なく、低い音が出る。

Q. 海水の中を伝わる音の速さは、秒速約1500mです。船の底から音をだして、音が海底から反射して帰ってくるまでに10秒かかりました。海の深さは何mでしょうか?

A.  7500m。
音が船と海底を往復した時間は10秒なので、船から海底までの時間半分の5秒。秒速1500mにかかった時間をかけて、
1500×5=7500m となります。

Q. やまびこはなぜ後から聞こえるのですか?

A.  やまびことは、さけんだ声が近くの山ではね返ってもどってきたものです。さけんでから近くの山にとどいてはね返ってもどってくるまでに、すこ~し時間がかかるため、あとから返事(へんじ)をしているように聞こえるのです。

Q. 超音波とは何ですか?

A.  音が振動であるということはご存知ですか?1秒間の振動回数をHz(ヘルツ)という単位で表すと、人間の聞き取ることのできる音は、20~20000Hzといわれています。それよりも振動数の大きな音のことを超音波といい、人間には聞き取ることはできません。身近なところでは、眼鏡や衣類、精密機器の洗浄・自動ドアのセンサー・金属の切断などに利用されており、自然界ではコウモリやイルカも超音波を利用しています。

Q. 人が、聞き取ることのできないくらい高い音を、超音波というんですよね?では、聞き取ることのできないくらい低い音は、何というのですか?

A.  超低音といいます。

Q. テレビをつけるとキーンと聞こえるのですが、家族は何も聞こえないそうです。ボリュームがゼロでも離れているところからでも聞こえます。人によって聞き分けられる音の高さにちがいがあるんでしょうか?

A.  あの不思議な音は、テレビの画面を写すための発信器が高速で振動する音なのだそうです。人間の聞き取ることのできる音は20~20000Hzまで(可聴域といいます)で、個人差があります。あのテレビの音は可聴域ギリギリであるため、人によって聞こえたり聞こえなかったりするのだそうです。

Q. 音を出す源である声帯はどういう仕組みなっているんですか?

A.  声帯は気管の入り口の左右の壁から張り出した”ひだ”で、呼吸をしているときは開き、声を出しているときは閉じています。声はこの閉じた声帯に吐いた息がぶつかって声帯を震わせ、そこで発した音が咽頭、鼻腔、口腔などを通って声になります。科学館の音のコーナーに”発声の仕組み”という展示品があるので、こちらもぜひ見てみて下さい!!