この問題です。なぜこれだけの情報でわかるのでしょうか。ともに基本振動とは限らなくないですか？また解答

この問題です。なぜこれだけの情報でわかるのでしょうか。ともに基本振動とは限らなくないですか？また解答には音の高さ基本振動できまる。とかいてありましたが意味がわかりません。はそもそもなぜ倍振動が生まれるのでしょうか。

No.3 回答者： yhr2 回答日時： 2025/02/16 20:30

No.2 です。

「お礼」に書かれていることについて。

＞試験管の口と水面がとても近くても基本振動が起こるということですか？つまりとても小さいλができるということですか？

「管」の場合には、振動の媒体である「気柱」が上手く振動するには「管の径」と「管の深さ」の関係があり、「内径」に対してある程度の長さ（深さ）がないと「気柱」になりません。従って、試験管の口と水面がとても近い」場合にはうまく管内振動が発生しません。

その場合には「弦」で考えた方が分かりやすいです。
弦は、気柱の「両端が閉管」の場合に相当しますが、弦をかなり短くしても基本振動が起こります。（ただし、弦の場合にも、弦の太さに対して「短い」長さだと振動は発生しません）

＞それだとv=fλに矛盾してる気がします。

振動さえ起これば v=fλ が成立します。矛盾はしませんよ。

No.2 回答者： yhr2 回答日時： 2025/02/16 19:36

No.1 です。

＞そもそもなぜ倍振動が生まれるのでしょうか。

それだけの余剰エネルギーがあるからです。

＞たとえばこの問題の場合基本振動さえ生まれない可能性は考えないのですか

最もエネルギー準位の低い「基本振動」が発生せずに、エネルギー準位の高い「高次振動」だけが発生することは、自然界の法則としてはほとんどあり得ません。
エネルギー準位の低い方から埋まって行くのが自然界の法則です。

この回答へのお礼

試験管の口と水面がとても近くても基本振動が起こるということですか？つまりとても小さいλができるということですか？それだとv=fλに矛盾してる気がします。

お礼日時：2025/02/16 20:19

No.1 回答者： yhr2 回答日時： 2025/02/16 17:08

＞ともに基本振動とは限らなくないですか？

はい。その通りです。高次倍音はいくらでも出ます。

しかし、人間の耳に「音の高さ」として聞こえるのは「基本振動」「固有振動」です。
高次倍音は「音色」としての「変化、味付け」となるだけです。
「ピアノ」の音も「人間の声」もトランペットの音も、「音の高さ」として聞こえるのは「弦の長さ」「管の長さ」「声帯の振動部分のサイズ」で決まる「基本振動」であり、高次倍音の付加やその成分割合によってピアノやトランペットの音、人間の声として聞こえます。

解答に書いてある「音の高さ基本振動できまる」とはそういうことです。
人間の「音のセンサー」としての鼓膜や脳の知覚も、そういう認識のしかたをするのでしょうね。

この回答へのお礼

そもそもなぜ倍振動が生まれるのでしょうか。たとえばこの問題の場合基本振動さえ生まれない可能性は考えないのですか

お礼日時：2025/02/16 18:35