音の測定方法

子どもに学習指導にあたっている者です。

最近、自由研究の質問が多くなり、また、夏は花火や雷など強い音が出るのが多い季節なので、ふと、音の計り方について疑問を持ち始めました。

音は、普通は専用の測定器などで測るかと思いますが、例えば子どもが自由研究で音の強さを測りたいときなどは、どのようにすると良いと思われますか。
できれば、（なんらかの計算をして）数値として表したいです。

アイディアをよろしくお願いいたします。

No.6 ベストアンサー 回答者： gamma 回答日時： 2006/08/08 14:51

No.4です。

「追加説明」
エジソンが発明した蝋管蓄音機を参考にして下さい。
音を円すい形の中に入れて振幅を大きくします（面積が小さくなれば音波の振幅が大きくなることはわかりますね；エネルギーの保存則です）。
円すいの先端に張った薄膜の振動を針の動きに変えて蝋管に記録していました。瘻管の代わりにススを使ってそれを顕微鏡で見ても良いでしょう。（模型工作の部品で何とかなるでしょう）
No.4の「反射」を使うと動きをもっと大きくして見ることができます（反射光は鏡面の傾き角の2倍の角度で振れますし、反射点からの距離に比例してズレの量が変ります）

この回答へのお礼

ご回答ありがとうございます。

「円すい形」でイメージが出来たように思えます。
なるほど、原理としては、音を増幅させて、その振動で何かを動かし、なんらかの記録を取る、といったところでしょうか。

かなり参考になりました。
機会がありましたら、活用してみようと思います。

お礼日時：2006/08/09 12:32

No.5 回答者： pitagorajr 回答日時： 2006/08/07 20:40

音の速さの測り方として運動場で太鼓を叩いて、校舎の壁からの反射音の時間を測る。

時々見ます。これはだめです。私の考案では反射音が聞こえたときに太鼓を叩くことを１０回繰り返す。１０回分の時間を測ると、校舎から太鼓までの距離の２０倍の距離で実験したことになる。ただ、考え方によってか１８回分かもわからない。ここらは自分で工夫してください。ひょっとすると気温の違いも出るかもしらない。メトロノームにあわせてたたくのもよいかもしれない。高校生の話かな。？音の速さはここ１０年ぐらいの間に計測が間違っていたとの記述も新聞で見た。申し上げにくいがお礼は急がないから、実験をなされるなら、その後でいただきたいです。私は考えただけでじっさいしてませんので興味があります。

この回答へのお礼

ご回答ありがとうございます。

「速さ」ではなく、「強さ」になります。

お礼日時：2006/08/08 11:28

No.4 回答者： gamma 回答日時： 2006/08/07 19:56

測定器も自作してはいかがですか。

アイデアだけなので実際の寸法は手探りでやってみて下さい。
原理は、「音波」->「膜の振動」->「振動の大きさの測定」です。
糸電話のようなものを作ります。いろいろな振動モードが出るので、番奥の膜を貼る部分の直径は大きすぎない方がいいです（これをためすのも面白いのですが）。工作のしやすさも考えたら多分1センチくらいでしょうかね（ためして下さい）。
膜の振動は、音が大きいほど振幅（触れ幅）が大きくなります。言い換えると、周囲の固定した部分から膜の中心に向かう傾斜（ピンと張った所からのズレの角度）が大きくなります。この膜を鏡面反射するようなもの（アルミ箔や装飾に使う金属光沢のあるプラスチック膜）で作ります。膜の振動を目で見えるようにするには懐中電灯の光をあてて音の大きさによって反射した光の動き方を測ります。
ただし、反射光を受けるスクリーン上ではなるべく明るい像の方がいいので、子供用で構わないのでレンズを使って電球の像を膜に投影しそこからの反射もレンズでスクリーンに像転送します（レーザーポインター＾があればレンズ無しでできると思います）。
音の周波数は目では追えないくらいの速さですが音の大きさがゆっくり変っていれば区別はつくでしょう。

この回答へのお礼

ご回答ありがとうございます。

わたしの求める回答にかなり近いと思われるのですが、理解不足のためか、完成図が全くイメージでできずに残念です…

何度か読んでみて、考えてみます。

お礼日時：2006/08/08 11:27

No.3 回答者： N64 回答日時： 2006/08/07 10:04

もしパソコンがあれば、マイクをパソコンにつないで、視覚的に音の強さを見ることができます。

WindowsXPならば、コントロールパネルを開き、「サウンド、音声、およびオーディオデバイス」をクリック、「サウンドとオーディオデバイス」をクリック、「音声」という名のタブをクリック、「ハードウエアのテスト」という名のボタンをクリック、「次へ」というボタンをクリック。ハードウエアのテストが終わると、マイクのレベルメータが出てきますので、マイクに音を入れると、レベルメータに音の大きさが出ます。このレベルメータにはメモリがありませんが、少し工夫すれば、強弱の比較はできます。

この回答へのお礼

ご回答ありがとうございました。

OSがXPでしたので、早速試してみました。
なるほど、このような方法がございましたか。

これなら、客観的に強弱が判断できそうですね。

お礼日時：2006/08/07 12:12

No.2 回答者： spring_f 回答日時： 2006/08/06 14:02

音の強さは通常音の大きさを電気変換してその電気量で測定します

その簡単な方法がマイクロフォンです。

昔のラジカセなら通常アナログまたはデジタルのインジケーターが付いていてその表示で音の強さを見ることができます。

実際の実験では、同じ音の出るものを用意して、マイクからの距離を変えて音の強さを測り、距離と音の強さをグラフ化するとわかりやすいと思います

この回答へのお礼

ご回答ありがとうございます。

＞マイクからの距離を変えて音の強さを測り、

強さについては、どのように数値化すれば良いと思われますか。
よろしくお願いします。

お礼日時：2006/08/07 08:39

No.1 回答者： guide_man 回答日時： 2006/08/06 13:26

花火大会が最適です。

速度=距離/時間なのはご存知かと思います。

距離は簡単に求められます。
地図上で確認できます。
音の出る場所(打ち上げ場所)を見つける。
観測場所（打ち上げ場所から1km以上）を見つける。

打ち上げ花火が光ったときから、
音が鳴るまでの時間を測定します。

あとは、割り算で求められます。

この回答へのお礼

ご回答ありがとうございます。

質問内容がわかりにくかったかも知れないのですが、音の速度ではなく、音の「強さ」を測定したいと考えております。

お礼日時：2006/08/07 08:37