音の反射

音の反射について質問があります。
音は壁など障害物に反射しますが、ウィキペディアでは
「音波は壁などの物体に衝突すると、その壁自体が音波と同じように振動する。その物体の振動により再び音波が発生する。」
とありました。

そこで質問なのですが・・・

１）例えば10メートル四方で分厚いコンクリートの丈夫な壁があるとします。
それに向かって大きい音を発生させた場合、反射する音も大きいと思いますが、私はコンクリートの壁が大きく振動するとは思えません。
大きく振動しなくても大きい反射音が出るのは何故でしょうか？

それとも壁の振動以外に何かある・・・？

２）もしも振動できないような硬い壁だった場合、音は返ってこないのでしょうか？


以上、御教授の程宜しくお願い致します。

No.6 ベストアンサー 回答者： walkingdic 回答日時： 2008/05/26 10:52

>「壁が振動していない場合には、固定端の反射に相当して、音波は反射されます。

」
>と説明いただきましたが、共鳴による振動は自由端反射となるのでしょうか？
共鳴している場合には自由端反射となります。

＞上記文章ですと”反響は自由端反射”と書いてあるので、ウィキペディアで書いている反響（反射）とは共鳴と同じ意味で書かれているのでしょうか？

そうですね。ただ反響という物理現象の説明としてはＷｉｋｉは不十分であると思いますが。固定端反射と自由端反射両方ありえますから。

この回答へのお礼

ご回答ありがとうございます！

ずっと引っ掛かっていたものがわかってスッキリしました。

お礼日時：2008/05/26 22:30

No.5 回答者： adasw-12 回答日時： 2008/05/23 17:51

空気の振動エネルギー（Ｆ）を、ボールの持つエネルギー（Ｆ）

と見れば問題は解決するのではないだろうか？

運動エネルギーの符号（±）のみを変える事は出来ないのだから、
壁に一度Ｆを与える必要がある。

この振動エネルギー（Ｆ）と反響エネルギー（Ｆ）は、等しい。
壁のＦも等しい。

当然の事だろう。

この回答へのお礼

ご回答ありがとうございます。

お礼日時：2008/05/26 22:33

No.4 回答者： walkingdic 回答日時： 2008/05/23 10:08

壁が振動していない場合には、固定端の反射に相当して、音波は反射されます。

コンクリートのような硬く、質量があり振動しにくいものですと、壁の振動はきわめて小さく、そのためよく反射します。トンネルなどでコンクリートの反響音が大きいのもそのためです。

では壁が振動する場合はどうなるのか。この場合、音を吸収（熱エネルギーに変わる）場合と、共鳴する場合があります。

その壁が振動して再放射というのは、共振とか共鳴と呼ばれる現象が生じている場合の話です。もちろんその程度が大きくなければそれほどでもありませんが、壁の共鳴周波数に一致する音だと大きな共鳴による振動になります。

この回答への補足

ご回答ありがとうございます。

以下の部分でお聞きしたのですが、
「壁が振動していない場合には、固定端の反射に相当して、音波は反射されます。」
と説明いただきましたが、共鳴による振動は自由端反射となるのでしょうか？

もしそうだとすると、質問で書いたウィキペディアの全文になりますが、
「音波は壁などの物体に衝突すると、その壁自体が音波と同じように振動する。
その物体の振動により再び音波が発生する。これによって生じたものが反響である。
物体の性質によって、反響してくる音波は変化する。特定の周波数帯が弱まったり、音量（振幅）が小さくなったりする。
反響は音波の自由端反射になる。」
上記文章ですと”反響は自由端反射”と書いてあるので、ウィキペディアで書いている反響（反射）とは共鳴と同じ意味で書かれているのでしょうか？

よろしければ御教授の程よろしくお願い致します。

補足日時：2008/05/24 01:54

No.3 回答者： semi-zzz 回答日時： 2008/05/23 09:39

壁が振動すれば反射は小さくなるでしょう。

引用文にあるようなことは、反射の問題ではなく、振動による音の再放射に関する記述です。

仮に他の要素を考慮しないと、入射した音のエネルギーは反射した音のエネルギーと壁を振動させるエネルギーにわけられます。
エネルギー保存の法則から、壁が振動するということは、振動するエネルギー分、音のエネルギーは減少します。
振動しなくても大きい反射が出るのは振動分のエネルギー低下が起こらないからだと思います。
よって、振動しない壁でも反射は起こります。

この回答へのお礼

おっしゃる通りだと思います。
わかっていても、あれやこれや考えこんでしまいました。

ご回答ありがとうございました。

お礼日時：2008/05/26 22:42

No.2 回答者： foobar 回答日時： 2008/05/23 06:28

反射（や透過）に関しては

1.空気と壁でそれぞれ伝わる音には条件（圧力と振幅の比、音響インピーダンス）があり、空気と壁ではその条件が異なる
2.空気と壁の境ではある境界条件（振動の幅が同じ、など）が満たされる必要がある
3.1と2を同時に満たすためには、ある割合で反射と透過が起きる必要がある
というような説明がされることが多いように思います。

まったく振動しない壁（あるいは空気の振動に比べて十分無視できる程度の振動しかしない壁）でも反射は起きます。

この回答へのお礼

ご回答ありがとうございます。

＞まったく振動しない壁（あるいは空気の振動に比べて十分無視できる程度の振動しかしない壁）でも反射は起きます。

音の返ってこない壁ってのも変ですよね。

お礼日時：2008/05/26 22:45

No.1 回答者： adasw-12 回答日時： 2008/05/22 23:49

＞私はコンクリートの壁が大きく振動するとは思えません。

今度、向こうからハンマーでぶっ叩いてみて下さい。

家の外の音が聞こえるのは、ガラスや壁が振動するからです。
コンクリートに耳を当てると向こうの声は相当良く聞こえます。

密度などにも注目してください。