Aha Chord
コース復習トピック

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sound.resonance · 初級 · 約7分DRAFT

共鳴

ギターの胴は、音に何をしているのでしょう?

音色は、音の中に隠れた倍音(もとの音の2倍、3倍…の高さの音)の混ざり方で決まります。同じ弦でも、胴の形や材料が違うと音色が変わります。まずは2本の音叉で確かめてみましょう。

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学ぶ

A をたたいてから、つかんで止めてみましょう。止めたら、B のほうに耳をすませてください。

A440 HzB440 Hzスロー
B: 静か

B の高さ

B の音は、聴こえやすいように実際より大きくしています。

ギターの弦だけの音を、棒の図で見てみましょう。棒1本が、音の中に隠れている音1つです。

50015003000 Hz

長い棒ほど、強く鳴っています。

予想

ギターの胴にも、音叉のように揺れやすい高さがあります。この弦の音を胴に通すと、棒はどう変わると思いますか?

10秒以内に、直感で選んでみましょう(残り 10秒)。

「鳴らす」を押してから、「胴に通す」に切り替えて聴き比べてみましょう。

50015003000 Hz

破線の枠: 弦だけの音点線: 山

気づき

物には揺れやすい高さがあり、その高さの振動が来ると大きく揺れて鳴ります。楽器の胴は、音の中のその高さのあたりだけを持ち上げる山を作り、音色を変えていました。

物が揺れやすい高さを固有振動数、その高さの振動が来て大きく揺れることを共鳴と呼びます。

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まとめ

わかったこと

  • 同じ高さの音叉は、触らなくても振動が届くと鳴り出す。高さが違うと鳴らない
  • 胴は、全部の高さを同じだけ大きくするのではなく、揺れやすい高さのあたりの棒だけを伸ばす(山ができる)
  • 山の位置が変わると、音の高さはそのままで音色が変わる。胴の形や材料が違えば、山の位置も違う

用語

固有振動数natural frequency
その物が揺れやすい周波数
共鳴resonance
外から来る振動の周波数が固有振動数と合い、大きく揺れること。電気や機械の振動では「共振」と呼ぶことが多い
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応用

胴は音のエネルギーを増やさず、たくさんの空気を動かしている

  • 弦は細いので、弦だけでは空気をほとんど動かせず、音は小さくなります。ギターの胴やピアノの響板が弦の振動を受けて揺れ、たくさんの空気を動かすので、大きく聴こえます。
  • 共鳴はエネルギーを増やしません。大きく鳴るぶん、振動のエネルギーが早く空気に出ていくので、音は早く消えます。 → sound.envelope
  • 胴のように、共鳴して音を大きくしたり音色を変えたりする部分を共鳴体と呼びます。

管楽器は、管の中の空気の共鳴で、鳴る高さそのものが決まる

  • 管の中の空気にも揺れやすい高さがあり、管が長いほど低くなります。管楽器は、この高さで鳴ります。
  • 指で穴をふさいだり、管を伸ばしたりすると、共鳴する長さが変わって、音の高さが変わります。山の位置が音の高さを決める、例外の楽器です。

「あ」と「い」の違いも、口や喉の共鳴の山の位置の違い

声帯が出す音は同じでも、口や喉の形を変えると、共鳴する高さ(山の位置)が変わります。この山をフォルマントと呼び、母音の違いになります。

DTM でも、同じ山を毎日いじっている

  • シンセのレゾナンスは、フィルターのカットオフのあたりに山を作るつまみです。上げると「ミュー」という癖のある音になります。 → play.synth
  • EQで、録音した楽器や声の「耳に痛い」山の周りを、狭く少しだけ削るのが定番の使い方です。 → play.effects
  • 向かい合う壁の間でも共鳴が起き、特定の低音だけが膨らみます(ルームモード)。吸音していない部屋でモニターすると、低音の量を聴き誤りやすくなります。 → play.mixing
中級〜もっと詳しく
  • 共鳴弦: ピアノのダンパーペダルを踏むと、弾いていない弦のうち、弾いた音と倍音の高さが重なる弦が共鳴して鳴ります。響きはかすかで、ピアノごとに量も違います。シタールのように、弾かない共鳴用の弦を張った楽器もあります。
  • ヘルムホルツ共鳴: 瓶の口を吹くと「ボー」と鳴るのは、口の空気が、瓶の中の空気をばねにして揺れる共鳴です。アコースティックギターのサウンドホールの低い共鳴も同じしくみで、およそ 90〜110 Hz にあることが多いです。
  • 管の長さと高さ: 両端が開いた管では、いちばん低い共鳴は およそ 音速 ÷ (2 × 管の長さ)、片方が閉じた管では およそ 音速 ÷ (4 × 管の長さ)で、奇数倍の共鳴だけが並びます。クラリネットの低い音域で、1・3・5倍の倍音が強く、2・4倍が弱いのはこのためです(偶数倍がまったく無いわけではありません)。
  • ルームモードの高さ: 向かい合う壁の距離が L なら、およそ 音速 ÷ (2 × L) とその整数倍の周波数で膨らみます。壁の間が 3.43 m なら 50 Hz、100 Hz、150 Hz…です(音速は 20 ℃ で約 343 m/s)。
  • 自己発振: 多くのシンセのフィルターは、レゾナンスを最大近くまで上げると、オシレーターの音を入れなくても、カットオフの高さの正弦波に近い音を鳴らし始めます。発振しない機種もあります。
  • ドラムの裏皮: たたく皮の反対側の皮はレゾナンスヘッドと呼ばれ、たたいた皮の振動を受けて鳴り、音の伸びと消え方を変えます。
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チェック

思い出す · 1 / 5
図を見て選ぶ · 2 / 5
聴き比べ · 3 / 5
考える · 4 / 5
考える · 5 / 5
このトピックのつぎ

協和とうなり

2つの音が、きれいに溶け合うのはどんなときでしょう?

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