音波�@（音波の性質−演示実験）

１．演示実験�@（低周波発信器）

いきなりですが，聴力検査をしましょう！ ここに低周波発信器というものがあります。これで音の高さを変えていきます。 「音の高さとは何で変わりますか？」→振動数ですね。実際聞いてみましょう。

まずは50[Hz]からです（学校の発信器ではこれより低い音は安定して出せない）。 人間には20[Hz]以上の音しか聞こえない。それより低い音は聞こえなくても体に感じる場合があります。 空港の近くなどで問題になることがあるよね。
では100[Hz]，200，300，400，500→どんどんあげていく。
10,000[Hz]。さあここからが問題となります。聞こえなくなったら手をあげてください。
11,000[Hz]，12,000[Hz]，13,000[Hz]，14,000[Hz]，15,000[Hz]。
ちなみに私はここで聞こえません。毎年この実験を行いますが， 30代になり聞こえなくなりました（悲しい）。
どんどんあげて20,000[Hz]。これより聞こえる人はいますか？
（少し揺らせて確認してあげるといい。クラスに2人くらいいるはず）。超人的ですね。

このように人間の可聴範囲は20[Hz]〜20,000[Hz]といわれています。

学校の健康診断では････

２．演示実験�A（オシロスコープ）

では音波をみてみましょう。といってもそのままでは見えないので， マイクで音を電気信号に変換し，それをオシロスコープでみてみます。 オシロスコープとは「電圧計」みたいなものですが， 速く過ぎ去る車を見るときに顔をふってみるのと同じようにみるものです。 表れるのは横軸が時間で縦軸が電圧です。

まず，音さの音をみてみましょう。

このようにきれいなサインカーブになります。

次にギターの音を見てみましょう。

ギザギザが混じっているのがわかりますか？何故かはあとで説明します。

では私の声を見てみましょう。左から「あ」「い」「う」「え」「お」です。

このようにそれぞれ特徴的な形になります。

次に，大きな声だと何が変化するでしょうか？
→振幅が大きくなるのがわかると思います。

では，声の高さが高くなるとどのように変化するかかわりますか？
→どんどん1回振動する幅が狭くなっているのがわかります。
　横軸は時間ですので，周期が短くなっている→つまり振動数が高くなっているのです。

３．演示実験�B（共鳴）

次に，音さを使って実験をしてみましょう。

まず，振動数の等しい２つの音さを用意します。 これらの片方を鳴らして，しばらくして鳴らしたほうを止めると･･･ もう一方に音が移っていることがわかります。 この現象を共鳴といいます。
物体には固有振動数というものがあります （音さを鳴らすと誰でも同じ音がする）。 その固有振動数と同じ振動数がくると，その物体は振動するというわけです。

ここにストッパーというものがあります。 これを音さに付けると振動が遅くなるために振動数が小さくなります （使っている音さは440[Hz]です）。 ストッパーを付けた音さを付けないままの音さで鳴らしても共鳴は起こりません。 逆も同じです。

このように「同じ振動数」であることが「共鳴の条件」となります。 地震のときでも同じことが起こります。 地震の振動数がビルの固有振動数と同じであれば大きく振動します。 ビルの固有振動数はビルの材質はほぼ同じなので，その長さによって決まります。 ですので，地震の振動数と同じ固有振動数の高さのビルだけが大きな被害を受けることがあるわけです。 それよりも高いビルも低いビルもそこまでの被害ではなくです。

では，この振り子を見てください。

4本の振り子がありますが，長さが同じものは２つです。 振り子の周期は長さだけによります。 長いものは周期が長く（振動数は小さく），短いものは周期が短い（振動数は大きい）。 短いものを揺らしても，他の振り子はちょっと揺れますが，大きな変化はありません。
それに対して，同じ長さの振り子の片方を揺らすと，もう一方が揺れだします。 そして，はじめに振らした振り子は止まります。

次回から交流に入っていきます。

授業を終えて。。。
結局，自己誘導相互誘導でマイナスを使うんだから， 電磁誘導でもマイナスを使ったほうがいいのだろうか？ しかし内積で定義するのははじめに学習するときにはきつい。 一長一短です。