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音の波長の算出方法と音圧がかかる場所

音の波長はどのくらいなのか、考えた方はあまりいないと思います。先日、製造会社の博士に教えて頂きましたことを記載します。

音は1秒間に約340メートル進みます。その時間(秒間)に振動した数が周波数と呼ばれるものです。音の周波数は、数値が高いと高い音になり、数値が低いと低い音になります。つまり、ある一定の時間に振動した回数が少ない方が人の耳に伝わる感覚は、低い音と認識して、多く振動すると高い音と認識します。

 

記載している音を表わす波線のグラフは、誰でも見たことがあると思います。波が同じ形状を表わす時を一つの波と捉え、その長さ(時間)が長いと低周波、短いと高周波になります。また、波線グラフの高低差(山と谷の差)が大きくなるほど音圧(音の大きさ)が高くなります。

 

さて、音の波長の距離は以下のように求めます。(摂氏20度の時)

波長の長さ=343メートル÷周波数

(1秒間に進む距離が343メートル)

 

周波数によって波長は異なります。1秒間に音は約340メートル(20℃)進みます。その間に振動した回数が周波数となるので、1000ヘルツであるなら、1000回振動しています。よって波長は、

340メートル÷1000ヘルツ(回)=34センチ となります。

 

我々の肉声は500ヘルツを中心に発せられています。500ヘルツは、ピアノの鍵盤の中心近辺を指します。その500ヘルツの波長は、約68センチになるのです。

 

この長さは、防音に対して大きくかかわってきます。波長が長ければ長いほど、吸音材は厚みが必要となり、遮音材は質量が必要となります。特に画像のオレンジ部分でマークした圧力が最もかかるところでの吸収が必要となりますので、特殊な構造でない限りは我々の認識では、500ヘルツの場合は100mmの厚みが要ると判断しています。しかし環境的に100mmは大変大きな寸法になってしまうことも多々ありますので、最低でも効果が見られるのは、吸音材はいかなるタイプでも50mmの厚みか空気層を設ける事を推奨しています。

 

つまり低音域、中音域においては、薄い吸音材は吸音率のデータが示す通り吸収しにくいと判断して良いと思います。波長から、吸音材の厚みの説明については非常に難しく、分かりにくいと思いますが、もっと分かりやすい表現の方法が思いつきましたら、ブログに記載したいと思います。

 

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