音の発生と伝わり方
音は振動によって生まれ、空気などの物質を伝わって耳に届きます。光との違いも意識して学びましょう。
基本知識
物体が震えると、その振動が周囲の空気を疎密(粗密)に変化させ、音波として伝わります。音は縦波(疎密波)であり、空気・水・金属など物質の中を伝わります。真空中では伝わりません(光との大きな違い)。
音が伝わる速さ(音速)の目安:
・空気中(15℃): 約 340 m/s
・水中: 約 1500 m/s
・鉄(固体): 約 5000 m/s
固体・液体・気体の順に音は速く伝わります。光速と比べると非常に遅く、雷では「光ってから音が遅れて聞こえる」現象が起こります。
📘 重要用語
振動（物体が往復運動すること。音の発生源）
音源（発音体）（音を出している物体。太鼓・声帯・スピーカー）
縦波（疎密波）（媒質の振動方向と波の進行方向が同じ波）
音速（音が伝わる速さ。空気中で約340 m/s）
媒質（音を伝える物質。空気・水・金属など）
反響（こだま）（音が壁などで反射して再び聞こえる現象）
振動（物体が往復運動すること。音の発生源）
音源（発音体）（音を出している物体。太鼓・声帯・スピーカー）
縦波（疎密波）（媒質の振動方向と波の進行方向が同じ波）
音速（音が伝わる速さ。空気中で約340 m/s）
媒質（音を伝える物質。空気・水・金属など）
反響（こだま）（音が壁などで反射して再び聞こえる現象）
深掘り (背景・意義)
雷の光が見えてから音が聞こえるまでの時間を t 秒とすると、雷までの距離はおよそ L = 340 × t (m) と概算できます。これは音速の遅さを実感する身近な例です。
音速は温度によっても変化し、気温 T℃ のときの空気中の音速はおよそ v = 331.5 + 0.6T (m/s) です。気温が高いほど音は速く進みます。
音が物体に当たって反射する性質は反響(こだま)として現れ、魚群探知機(超音波の反射で魚を探す)、ソナー(潜水艦の探索)、超音波検査(医療用エコー)など多くの技術に応用されています。
💡 ポイント
- 音は振動が空気の疎密を伝える縦波
- 真空中では音は伝わらない(光は伝わる)
- 空気中(15℃)の音速: 約 340 m/s
- 固体>液体>気体 の順に速い
- 気温が高いほど音速も大きい
- 雷までの距離 ≒ 340 × (光ってから音までの秒)
- 応用: ソナー・魚群探知機・超音波エコー
注意点 (混同しやすい)
① 光は真空中も伝わるが、音は真空中を伝わらない。② 音は縦波、水面の波や弦の振動(横波)とは別。③ 音速は光速の100万分の1程度。雷で光と音にタイムラグが出る理由。④ 音速は媒質の種類と温度で決まり、音の大きさや高さでは変わらない。
練習
- 空気中(15℃)を伝わる音の速さは約何 m/s か。
- 音は固体・液体・気体のうちどれで最も速く伝わるか。
- 雷が光ってから3秒後に音が聞こえた。雷までの距離は約何 m か。