“沈黙の音”、”音とビジョン”、そして音楽の音で生きている音楽の丘—はい、音は歌と私たちの日常生活の中で私たちの周りにあります。
しかし、正確には音とは何ですか、より具体的には音のエネルギーとは何ですか？ 誰もそれを聞いていない場合、音はありますか？ （わかりました、ここでは少し哲学的になっていますが、それがどのようにしてより多くの質問につながるのかを見ることができます。)
私たちのほとんどは、ビートルズがブラックバードについて歌っているのか、静かな騒音からASMRの流行であるのか、幅広いスペクトルに出くわす特定の音を楽しんでいます。 その間、何人かの労働者は健全なエネルギーからの保護を必要とし、—ヘリコプターの操縦者からの重機を使用して石油掘削装置の労働者への耳の保護を身に着けている。
音のエネルギーの定義と、音源の理解が私たちの世界を形作るのにどのように役立つかを見てみましょう。
音エネルギーの定義は何ですか？
音のエネルギーを定義する前に、宇宙のエネルギーの2つの主要なタイプを理解する必要があります:
- ポテンシャルエネルギー、またはどこかに蓄積されているエネルギー
- 運動エネルギー、運動のエネルギー
これらのエネルギーは、他の形のエネルギーに分 それでも、潜在的および運動エネルギーは、エネルギー理解の柱のままです。 これらのエネルギーへのより深い洞察のための潜在的および運動エネルギーに関する私達のガイドを見てみましょう。
音エネルギーは、これらのエネルギー細分の1つです。 音波は機械的エネルギーの一形態です。 音のエネルギーは、物体の振動によって放出されるエネルギーです。 音は振動する粒子である音波として移動します。 そして音波はガス、液体および固体を通って移動できます。
音のエネルギーはどのように生成されますか？
ボンゴドラムを取って床に置き、演奏できるようにしましょう。 それはこの位置に潜在的なエネルギーを持っています。 さて、私たちの手でドラムの皮をヒットしてみましょう。 その手の動きは運動エネルギーです。
あなたの手（運動エネルギー）がボンゴ（ポテンシャルエネルギー）に当たると、ボンゴのドラムヘッドと皮膚が振動し、周囲の空気分子が振動する。 彼らは、振動連鎖反応をオフに設定し、あまりにも、近くの任意の近くの空気分子に対して振動します。 振動する空気分子は、隣接する粒子、次に分子の次のセットなどに対して振動し、その源から外側に移動する音波を生成する。
これらの振動する分子、すなわち振動する物体から来る粒子は音波を構成します。 例えば、それはあなたが間に数インチで対面話す場合、誰かの声を聞くのは簡単です-音波は、それぞれの人に向かって移動します。 距離を2倍にしてお互いに背を向けると、お互いの声を聞くのが難しくなります。 音波は両方の人々から離れて移動しています。
物体が振動すると音波が移動します。
私たちの周りの空気分子を振動させる音波は、人間の耳によって検出され、鼓膜が振動する原因となります。 音の振動が大きいほど、音は大きくなります—これはその音の強さとして知られています。 強度は、空気粒子がどのくらい強く振動するかによって決定され、音波にどれくらいのエネルギーがあるかを示します。
音波がどのように見えるかを想像するには、あなたの子供の頃からのコイリーのおもちゃの一つで作られたスリンキーな波を考えてみてください。 あなたが一方の端から上下または左右にSlinkyを移動する場合は、Slinkyに沿って移動する連続的な波を作成します。 同じことが音で起こります—振動は波のように外側に移動し、同じ方向に向かいます。
人間の体は、現象を説明するのに役立つ多くの異なる音を作り出すことができます。 あなたは、あなたの手をたたく歌う、あなたの指の関節をクラック、あるいはいくつかの水を飲み込むことができます。 これらのすべてのアクションは、異なる種類の音を生成し、したがって音波を生成します。
音はエネルギーを持っていますか？
はい、音にはエネルギーがあります。 振動の波は音のエネルギーです。
どのようにして音のエネルギーと音波を聞くことができますか？
ソース
音波は空気、または液体、または固体を通って移動し、私たちの耳に到着します。 波は私たちの外耳道に移動し、私たちの鼓膜に続けていき、私たちの耳小骨—私たちの耳の中の三つの小さな骨—を振動させます。
ここから、今振動している耳小骨が音波を蝸牛に伝達します。 この時点で、いわゆる有毛細胞は、これらの波をすべて、私たちの脳が音として理解していることを理解し、解釈したり、「聞く」ことができる信号に変換し
音楽を聴くことを考えてみてください。 同じ曲を3回、異なる条件で演奏しましょう。 初めて、ステレオと同じ部屋に立ってそれを聞きます。 それは空気を通って移動するように曲が明確でなければなりません。 二回目は、お風呂を実行します（お楽しみください！）そしてあなたの頭部および耳を水中保っている間音楽を聞きなさい。 音波がより速く水中を移動するので、音が変化します。 そして最後に、すべてのドアがシャットダウンして、隣接する部屋で音楽を聴く。
音波はそれぞれの要素（空気、水、壁）をさまざまな方法で移動するため、同じ音楽はそれぞれの環境で異なる音になります。
音の大きさはどれくらいですか？
音波は音のラウドネスに応じて変化します。 振動が大きいほど、音が大きくなり、音波のエネルギー量が大きくなります。
ボンゴドラムを軽く叩くと、全力で木製のスプーンでドラムを叩くよりも振動が少なく、騒音も少ない。
振動が大きいほど音波の振幅が大きくなります。 振幅は音波の高さです。 耳をつんざくような音は、高い振幅で巨大な音波を作りますが、静かな音は小さい音波を持っています。
ラウドネスとピッチの両方が人間の耳に影響を与えます。 巨大な音波を持つ過度の音のエネルギーは、私たちに深刻な痛みを引き起こし、私たちに害を与え、極端な場合には、私たちを聴覚障害者にする可能性が
なぜ音のピッチが違うのですか？
これまで見てきたように、音波のノイズはその高さによって決まります: 波が高いほど、音は大きくなります。 音波はまた、その長さまたは各波のピークの間の空間によって特徴付けられる。 海岸に対してラップ規則的な波間の間隔について考えなさい。
ピークが非常に近い音波は、より高いピッチの音を生成します。 それは彼らが非常に迅速に振動しているからです。 トランペットのような楽器は、甲高い音を持っており、一緒に近い音波を作成します。
逆に、波のピークがさらに離れている音波は、より低いピッチの音を生成します。 これらの音波はよりゆっくりと振動しています。 オーボエまたはファゴットは、より低いピッチの楽器です。
木琴は、このピッチの違いを完全に示しています。 より低く、より重く、より大きい棒はより小さく、より軽い棒のより高いピッチよりそれらの間のより大きい間隔のより遅い音波を作り出す。
音叉はピッチとサイズが異なります。 音叉が小さいほどピッチが高くなり（使用されるすべての材料が同じであると仮定）、音叉が大きいほどピッチが低くなります。 同じ音叉を二度、一度は柔らかく、一度は力で打つと、より多くの音のエネルギーを持っているので、より強く打たれた試みはより大きく共鳴します。
音のピッチが人間の耳には高すぎる場合は、それを超音波と呼びます。 それが低すぎる場合は、それを超低周波と呼びます。
建築家やサウンドエンジニアは、コンサートホール、映画館、そしてどこでも音が不可欠である設計する際に、音響と呼ばれる音の旅を研究しています。 硬い表面は音をよく反射してエコーを生成し、カーペットのような柔らかい表面は音を吸収してエコーを減少させます。
どのように音を測定するのですか？
音はデシベル単位で測定され、音のエネルギー密度レベルまたは音圧としても知られています。
音速とは何ですか？
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いくつかの要因は、例えば、空気の温度、音波が通過している材料、および音波の周波数のように、音の速度に影響
地球の海面では、気温が華氏59度（摂氏15度）であれば、音速は761.2mph（1,225km/h）です。 音はより暖かい空気を通ってより速く動く。 そのため、あなたが大気中で高いほど、必要な速度は音の障壁を破ることです。
例えば、音の障壁を破って超音速で飛行した最初の航空機は、ベルX-1ロケット動力の研究機でした。 1947年10月14日、機体は大気圏に高く曳航され解放された。 それは662マイル/時（1,066km/h）で（ローカルの）音の障壁を破った。
航空機が音速よりも速くなるとソニックブームが起こる。 空気が大きな力で脇に押し出され、衝撃波を発生させるので、雷のような音が聞こえます。 変位した加圧された空気粒子はすべての方向に外側に移動し、衝撃波からの圧力放出は音波ブームとして聞こえます。
ドップラー効果とは何ですか？
音波はドップラー効果として知られているものであなたの耳にトリックを再生することができます。
例えば、近づいてくる車は、車の騒音の発生が全く変化しないにもかかわらず、あなたを過ぎて運転すると低くなる高い音のピッチを持っています。 あなたが車に座っていた場合、あなたは車の騒音の変化に全く気付かないでしょう。 車の音の波長の頻度は接近し、渡ること中の同じとどまります。
しかし、車の速度があなたに向かって移動すると、音波は車が作っているよりも速い速度または周波数であなたの耳に当たります。 それはエンジンのピッチが高く聞こえるようになります。 車があなたを通過すると反対のことが起こります—音波はよりゆっくりと低い周波数であなたの耳に来て、それがより低く聞こえるようになります。
なぜ宇宙で音が聞こえないのですか？
空間は真空であり、音波が振動するための空気分子はありません。 音は機械的な波であるため、真空を通過することはできません。 音波が振動することができる真空中の空気分子はありません。
スタジアムの波を演奏する人々でいっぱいのスタジアムを考えることで、それを視覚的にすることができます。 人々は空気分子であり、スタジアムの波を維持するために移動または振動します。 音波（スタジアム波）は、空気分子（人）があるときに移動することができます。
真空中には空気分子（人）が存在しないため、人がいないスタジアム波がないのと同じように、音波は移動して騒音を出すことができません。
音エネルギーの実用的な用途
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音エネルギーは、私たちの周りで何が起こっているのかをコミュニケーションし聞くことに限定されるものではありません。 音を録音することは一つのことですが、今では音のエネルギーをさまざまな方法で使用して生活習慣を改善することができます。
音のエネルギーはどのように使われていますか？
健全なエネルギーは有益なエネルギーです。 日々、健全なエネルギーは私達が電話がいつ鳴っているか知ることを可能にし、音楽を聞き、話すことによって伝達し合い、危険の警告するために角を鳴らす貨物トラックを聞く。 これらは健全なエネルギーのほんの一例です。
超音波—人間が聞くには高すぎるピッチでの音のエネルギー振動—は、医療分野にとって重要です。 超音波はスキャンによって期待しているお母さんに彼らの成長の赤ん坊を示すのに同じecholocation方法を使用します。
超音波は腎臓結石を分解したり、臓器をスキャンするために使用することもできます。
一方、ソナーは船が海を航行して探索したり、海底を図表にしたり、沈没した船を探すことを可能にします。
ソナーは音波を使っていますか？
ソナーはサウンドナビゲーションと測距の略です。 ソナーは、海をグラフ化し、危険を見つけ、検索、および多くのために海で広く使用されてきました。
音波はレーダーや光よりも水中で遠くに移動するため、ソナーは音波を使用します。
アクティブソナーは音波を物体にパルスし、調査された領域のマッピングを助けることができるエコーを”リッスン”します。 パッシブソナーは、他のボートやクジラなどの海の音波を”聞く”ことを含みます。
音波と電波の違いは何ですか？
私たちは、音が波で作られていることを見てきました。 私たちがラジオを聴くと、それは音を生成します。 それでも、音波と電波は根本的に異なっています。
電波は送信される波を受信します。 音波と電波の決定的な違いは、電波が電磁波の一種であることです。 対照的に、音波は機械的な波を作る振動である。
電波は音波とは異なり、真空を通って移動することもできます。 そのため、ボイジャー1号のような衛星は電波を使って地球と通信しています。
音のエネルギーは電気エネルギーに変換できますか？
ソース
はい、我々は電気エネルギーに音のエネルギーを変換することができます。 広く普及している例はマイクです。
誰かが話したり、マイクに歌ったりすると、音のエネルギーがマイクの下を移動してダイヤフラムに当たります。 次に、ダイヤフラムが振動し、磁石をコイルの近くに移動させる。 マイクは現在、電気信号を生成します。
マイクからの電気信号は通常、スピーカーに送られ、スピーカーは電気信号を音波に変換します。 その結果、あなたのコンサート、カラオケ、または会議のでき事を持っている。
ノイズを貴重な電気エネルギーに変換して電気機器に電力を供給する研究は非常に早い段階にあります。 マイクで見られるように、それは可能ですが、有益なレベルでの電気への音の変換は、実用的なよりも理論的なままです。
しかし、音波と音エネルギーを使ってかなり素晴らしい音響浮上実験を行うことができます。
誰が音のエネルギーを発見したのですか？
いくつかの有名な名前は、音のエネルギーを発見する原因に役立っています。
- ギリシャの哲学者ピタゴラスは、紀元前6世紀には早くも振動する弦の特性を実験しました。
- アリストテレスは、音波が空気の動きを介して空気中を伝播すると仮定した。
- ローマの建築技師ウィトルウィウスは、紀元前1世紀に音波伝達機構の推定に成功した。
- ガリレオは16世紀と17世紀の音波と音響を研究し、研究を科学的なレベルに引き上げました。
- フランスの数学者Marin Mersenneは、現代の音楽音響の基礎を形成する三つの法則を提供し、振動の研究を進めました。
- 英国の物理学者ロバート-フックは、既知の周波数を持つ音波を生成した最初の人でした。
- 17世紀後半から18世紀初頭にかけて、フランスの物理学者ジョゼフ-ソーヴールの研究は、波、ピッチ、周波数の関係を調べました。 多くの音響用語は彼の作品から来ています。
動物と人間は異なる音波を聞いていますか？
ソース
動物と人間は異なる聴力範囲を持っているので、他の生き物とは異なる音波範囲を聞くことができます。
すべての種に聴力範囲があり、多くの場合、それらの範囲のいくつかは共有されています。 これらの周波数範囲は、ヘルツ(Hz)とキロヘルツ(kHz)で測定されます。
人間は20Hzから20,000Hzまでの音波を検出することができます。
原則として、小型の哺乳類はより高い範囲を検出し、大型の動物はより低い範囲を検出します。
象は16Hzから12,000Hzの範囲を持っています。 彼らが作る多くの騒音は、人間の耳には検出できません。 猫の範囲は45Hzから64,000Hzです—彼らは人間と象が逃すより高い範囲で物事を聞くでしょう。
犬は、その範囲が最大45,000Hzまで及ぶため、私たちが完全に忘れている甲高い音をよく聞きます。
音のエネルギーは私たちの世界を形作ります
音のエネルギーは聴覚の騒音よりもはるかに多くのものです。 私達は私達を囲む健全なエネルギーの意味を成しているのに私達のヒアリングを使用する。
誰も聞こえない森に落ちてくる木についての古い謎—それは騒音を出すのですか？ 音のエネルギーを理解することは、落下する木が空気の粒子を振動させるが、音を出さないことを知っていることを意味します。 それは音のエネルギーを作り、あなたの脳がノイズとして解釈するための振動する音波を受け取るためにそこにいる場合にのみノイズを作ります。
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