弦楽器の音を調べる

物理基礎
テレビ学習メモ
講師：大津豊隆
第 2 編　さまざまな物理現象とエネルギー
第 28 回
弦楽器の音を調べる
～弦の振動～
今回学ぶこと
ギターなどの弦をはじくと音が聞こえます。音の大きさや高さは、どのように
すると変わるのでしょうか。弦の長さ、弦の太さ、弦を張る力の大きさを変えて
調べます。また、弦に定常波を生じさせて、振動数と波長の関係などを実験を通
じて学習していきます。
学習のポイント
弦楽器の音の出し方
音の高さを決めるもの
倍振動と倍音
▪学習前チェック項目▪
固有振動　定常波　倍振動　倍音
▼
弦楽器の音の出し方
ギターの弦をよく見ると、太い弦と細い弦がある。また、弦を指で押さえて、弦が振動できる部
分の長さを変えると音の高さが変わり、さらに弦を張る強さを変えても音の高さが変わる。
これらの関係は、調べると次のようになっていることがわかる。
・細い弦ほど、音が高い。
・弦が短いほど、音が高い。
・弦の張力が大きいほど、音が高い。
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高校講座・学習メモ
物理基礎
弦楽器の音を調べる
音の高さを決めるもの
弦に低周波発振器を使って振動を与えると、ある振動数のときに定常波ができる。この振動を固
有振動といい、そのときの振動数を固有振動数という。弦の固有振動数は弦の長さや太さ、張力な
どによって決まる。
弦の特徴と固有振動数の関係は、次のようにまとめられる。
・細い弦ほど、固有振動数が大きい。
・弦が短いほど、固有振動数は大きい。
・弦の張力が大きいほど、固有振動数は大きい。
倍振動と倍音
弦の固有振動には、腹が 1 つの基本振動の他に、腹が 2
つの 2 倍振動、腹が 3 つの 3 倍振動などがある。これらを
基本振動、2 倍振動、3 倍振動の図
倍振動といい、倍振動による音を倍音という。
2 倍振動の振動数は、基本振動の 2 倍であり、3 倍振動
基本振動
の振動数は、基本振動の 3 倍である。
弦をはじくと、倍振動の混ざった振動が起こるが、この
2 倍振動
▼
倍振動の混ざり方の違いによって、音色が異なる。
3 倍振動
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