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周波数について質問です。
現在、音波や電磁波のことを調べていたのですが、
あまり頭が良いわけではないのでちょっと混乱しています。

・音波

 縦波、真空では伝わらない、人間の可聴域は20Hz~2kHz
 20Hz以下の低音波は身体に悪影響を及ぼす

・電波(電磁波)

 横波、真空中でも伝わる、300万MHz以下を「電波」と呼ぶ
 可視光線(光の三原則=約400THz~750THz)
 3000THz以上(紫外線、X線、Y線など)の領域は人体に悪影響を及ぼす

上記のような知識はなんとなくわかるのですが、
音と電磁波で同じ「Hz(周波数)」という単位が使われているため、少々混乱する点があります。

疑問点として、音楽を聴いているときの音波のHzは、
振動として身体に同じ量のHzの振動を与えていると考えて良いのでしょうか?


例えば、携帯などのバイブレーションは約200Hz~250Hzらしいですが、
ピアノの「ソ#3(G#3)」の音は約207Hzです。
この音を近くでポーンと鳴らしたとき、その音(音波)は耳に届き、衝撃(振動?)は身体に届いていると解釈しても良いのですか?

もしこの解釈が違う場合、小学生や中学生の子でもわかるような説明ができる詳しい方、解説頂けないでしょうか。

質問者からの補足コメント

  • さっそく沢山の方にご回答頂いて嬉しい限りです。
    質問の事の発端は、ピアノを習っている中学1年生の子の疑問から始まりました。
    音には周波数があると講師から聞き、「周波数ってなに?」と聞かれて「音波とか電磁気(電波)とか目に見えないエネルギーのこと。例えば、テレビとか電話とかは電波で~…」と説明していたところ、「じゃあピアノを弾いたら周りの人に色んなエネルギーをバシバシ与えてるってこと?」と聞かれたのが始まりです。
    そうだよ、なんて終わらせるのは簡単ですが、自分も詳しくはよく理解していないので改めて調べ直していた次第です。

    「肌は鈍感なので気がつかない領域」「池の波紋」など、とても分かりやすく甲乙付けがたいですね。
    後日吟味させていただきベストアンサーを決めさせていただきます。

      補足日時:2020/11/05 23:32
gooドクター

A 回答 (6件)

水面を伝わってくる波と同じようにとらえればよいですよ


例えば浴槽に1滴の水を垂らすと その波は同心円状にあらゆる方向へ伝わっていきますよね
電磁波であろうと音波であろうと 基本的に波の性質として
波はあらゆる方向へ伝わっていくので
音源から出た波は 耳へも体へも あるいは隣の人への耳へも
あらゆるところへ伝わっていくのです
太鼓を間近で聞くと 耳に音が聞こえますが
おなかなどにも衝撃が伝わってくるのは 音波が耳だけでなくあらゆる場所へ伝わっている表れです
(ただしピアノなどの音では音波のエネルギーがそれほど強くないのであまりお中には響かないとは思います・・・
波にはエネルギー・強さ という要素もあるんです)
ただし、波が伝わる速度は空気中でおよそ340m/秒 ですので
耳とおなかに波が届く時刻にはわずかな差が出ます
距離がはなれれば離れるほどこの時間差は大きくなるんで
例えば 花火を打ち上げ地点間近で見たときはその音がすぐに聞こえますが
離れた地点で見れば、結構音が遅れて聞こえますよね!
これは 、距離の差が大きいため音波の到達時刻が大幅に異なるためです

また、水面に一定の時間間隔で水滴を落とす場合
1秒間に10滴落とせばできる波は10Hzとなります
1秒間にできる波が10個だからです
1秒間に100滴落とせば 100Hzです

音波でも同じこと 1秒間に波が200作られるようであればそれは200Hzです
通常は音源で200Hzの音を出せば 耳に聞こえる振動数も200Hzです
ただし、ドップラー効果というものがあります(例えば走行している救急車のサイレンが 近づいているときと遠ざかっているときとでその音の高さ(Hz)が違って聞こえることがその代表例)
音源が移動していたり、自分が移動していたりする場合は
音源で200Hzを出していても聞こえる振動数は異なるものになることがあるんです
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この回答へのお礼

水面の波紋をイメージしながらの解説がとてもわかりやすかったので、こちらの回答をBAとさせて頂きます。参考にさせて頂きます。ご回答をありがとうございました。

お礼日時:2020/11/06 12:40

前に回答されている方の説明で十分かと思いますが、


とりあえず、私も回答してみます。

まず、波の周波数とは、直感的に分かりやすい説明として、
「1秒間に音源(または、波源)から出てくる波の個数」という意味があります。
波を凸凹で1個の波と考えて、個数を考えます。
つまり、100Hzとは、1秒間に100個の波が音源から出ている事を表します。
もちろん、これは、音を聞いている人が、1秒間に100個の波を受け取っていると考えてもOKです。
ですから、周波数はエネルギーの事ではありません。
波は確かにエネルギーを運ぶ事が出来ますが、
波の運ぶエネルギーは周波数の2乗と振幅の2乗に比例します(あくまで、簡略化した説明です)。
振幅とは、簡単に言うと、波の”揺れ”の大きさです。
音の場合、周波数が大きい方が高い音に聞こえ、
エネルギーが大きい方が大きな音に聞こえます。
(まあ、お子さんには、そのように説明されると良いと思いますが、
人間が感じる音の大きさがエネルギーに単純に比例しているとは言えません)
それから、音の振動は、耳だけでなく体にも伝わります。
しかし、体でどんな周波数の音でも感じ取れるかというと、
そうとは限りません。
これは、少し波の性質に踏み込んでしまいますので、
お子さんへの説明は避けた方が良いかと思います。
(これは、物体の振動の事ではなく、音の振動が体にどう伝わるかのはなしです)

長くなって申し訳ありませんが、最後に一つだけ・・・。
音の性質などは「音響学」で説明される事になりますが、
これが、結構難しく、まだ分かっていない部分もあります。
音そのものだけでなく、人間の耳とも関係する事柄もあるので、
たとえ話でも説明が難しい部分があります。
例えば、管楽器の音の出やすさや、音色の良さについては、
単純に”管”の振動では説明できないようで、不明な部分があります。
ピアノの場合も、コンピューターで振動を解析していますが、
それだけでは、十分ではないようです。
だから、経験を積んだ技術者や調律師が必要になります。
どのメーカーでも、簡単に高品質なピアノを大量生産できる訳ではない理由が、ここにあるようです。
お子さんから、難しい質問が出てくる可能性もあるかと思いますが、
それに対しては、「分からない」で良いと思いますよ。
”音の良さ”を感じるメカニズムは、物理を超えていますから・・・。
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この回答へのお礼

とても専門的な解説をありがとうございました。踏み込めば踏み込むほど複雑になる領域なのですね。未だに不明な点も多く、コンピューターの振動解析では十分でないという点に驚きました。やはりその道の技術者というのは素晴らしいですね。ご回答をありがとうございます。

お礼日時:2020/11/06 12:34

「Hz(ヘルツ)」というのは「1秒間に何回揺れるか」という単位なので、何が揺れるのかには無関係です。



「音」は「空気」の振動です。空気を振動させるための「楽器」や「弦」の振動も「音」です。

「光」「電波」「放射線」は、揺れるものがないのでちょっと説明が難しいのですが、空間の「場」が揺れます。「電場」とか「磁場」とか「重力場」です。

「携帯、スマホ」のバイブレーションは、携帯・スマホ本体が揺れます。

「海や川の波」は「水」が揺れます。

揺れるものが違えば、その振動の様子が大きく違って当然でしょう。

単に「単位」だけを見て「同じで混乱する」のだったら、「温度」と「角度」と「お酒のアルコール濃度」などが同じ「度」を使いますが、混乱しますか?
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この回答へのお礼

空間の場が揺れるという点がとても想像しやすかったです。参考にさせて頂きます。ご回答をありがとうございました。

お礼日時:2020/11/06 12:36

一般に言われている人間の可聴域は、20Hz~20kHzです。

ただし15kHzを越えて20kHzくらいになると、聴こえているのかいないのか、分からないくらいの微かな音になります(20kHzまで聴こえるかは個人差があります)。また歳が行くほど可聴域の上限は下がり、8kHzでも聴こえなくなるのは珍しくありません。

> この音を近くでポーンと鳴らしたとき、その音(音波)は耳に届き、衝撃(振動?)は身体に届いていると解釈しても良いのですか?

200Hzともなると、その音波は肌には届いていても感じることはできません(肌の触角は鈍いので)。音波(空気の振動)が鼓膜を僅かに振動させ、3つの耳小骨を通じて内耳のほうに増幅されながら伝わって、音を感じる脳神経でやっと音として聴こえます。

人間の五感(目、耳、鼻、舌、肌で感じる感覚)のうち、感覚信号として微妙なもの(視覚、聴覚、嗅覚、味覚)を感じる器官は肌(触覚)を除いてすべて脳の近くにあり、脳神経と直結しています。音も含めてそれだけ微妙な感覚なんです。肌で感じる触角は、全身で感じるようになっています(その代わりに鈍くて、音は肌でほとんど感じられません)。

でも、音波の周波数(Hz)が非常に低くてその振幅が大きいときは、何となく肌で感じられることはあります。
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この回答へのお礼

音の響きに関して、そこから人体への伝わり方(触覚は鈍い)などとても参考になりました。ご回答をありがとうございました。

お礼日時:2020/11/06 12:37

>小学生や中学生の子でもわかるような説明


無茶いいなさんな

Hz ってのは「1秒間での振動の回数」という数字です

>この音を近くでポーンと鳴らしたとき、その音(音波)は耳に届き、
>衝撃(振動?)は身体に届いていると解釈しても良いのですか?

いいです

音や電波の振動は一定なものだけではありません
波形が激しく変化することで楽器の音や人の声を識別できたり
衝撃波のような激しい衝撃を起こすものもあります
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この回答へのお礼

参考にさせて頂きます。ご回答をありがとうございました。

お礼日時:2020/11/06 12:38

>振動として身体に同じ量のHzの振動を与えていると考えて良いのでしょうか?



はい、そうです。その解釈も正しいです。
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この回答へのお礼

ご回答ありがとうございます。簡単に説明する際に、この解釈も間違いではないと言うことが判明して良かったです。

お礼日時:2020/11/06 12:39

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