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一番「きれいな音色」の楽器は何? 「音波」の正体に迫る!

「心地よい音」と「雑音」の違いとは
大好評! ブルーバックス『いやでも物理が面白くなる〈新版〉』(志村史夫・著)に惜しくも収録されなかった「波」についてお届けする短期集中連載!

第2回の今回は、「波」は「波」でも「音波」に注目! 楽器の音はなぜ美しく聞こえるのか、もっとも美しい音色の楽器は何なのか。今回は「音波」のふしぎを徹底解剖します!

【過去の連載】
第1回:身近で体感!「波」を知りたければ「野球場」と「釣り堀」に行こう!

「音」って何からできてるの?

私たちの周囲には、さまざまな「音(おと)」がある。というより、深海や宇宙空間のような特別の場所へいかない限り、私たちが「音」と無縁になることは不可能であろう(じつは、深海や宇宙空間にも、それなりの「音」があるのだが)。

私たちにとって「音」は空気と同様に「あって当たり前」の存在であり、ふだん、それについて深く考えるようなことはしない。

好むと好まざるとにかかわらず、私たちの耳にはさまざまな音が聞こえる。高い音、低い音、大きな音、小さな音、美しい音、耳障りな音……、などなどである。では、聞こえ方が違うこれらの音は、いったい何が異なっているのだろうか?

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さまざまな音を考えるうえで基本となるのが、波の「形」である。音の「聞こえ方」には多少の個人差があるものの、基本的には高低、強弱、音色によって決まる。

そして、それぞれを決めるのは振動数(あるいは波長)、振幅、波形である。これらを、音の三要素という(図1)。

図1 音の三要素
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図中のa、bは、三要素のうち二要素が同じ音である。それぞれの音を1a、1b、2a、……、3bと名づけると、たとえば、3a、3bの音では、高さ(振動数)と強さ(振幅)は同じだが、波形が異なるために音色が違う(本当は「音色が異なるので波形が違う」)。