どうして、高い音は遠くまで聞こえないの？

こんにちは、みんなの科学研究所の蛯原ようすけと申します。

おとなとこどものやさしい理科と科学のブログです。

広い場所でのイベントや、ライヴなどでは、
後ろのほうの席だと、高い音が聞こえにくいことがありますね。
もうすこし、身近な例だとカミナリがあります。

ゴロゴロっていう音。かなりの低い音ですね。
キーンとなって高い音のカミナリの音は聞いたことがありません！

イライラする蚊のキーンっていう音は、
蚊が近くにこないと聞こえにくいですね。

ブーンっていうハチの音は、ちょっと離れていても
よく聞こえます。

どうも、高い音は遠くまで届きにくいようですね。
どうして高い音は遠くまで届きにくいのか
ちょっと詳しく知りたくなりますね。

音が聞こえるときは、なにかが振動して、
その振動が空気に伝わって、

空気の濃いところ、薄いところの波ができて、
その波を私たちの耳の中の細胞が感じ取って、

その細胞から脳に電気信号が伝わって
脳の中で電気信号をくみあわせて、
音が聞こえたと感じるようになります。

意外とたくさんのことがおきているんですね。

最初になにかが振動して、
その振動が空気に伝わらないとダメなんですね。

低い音の場合、空気の濃いところ薄いところの間が
長くなります。

１秒間に現れる、音の波の山の数を数えると、
山の数が少ないんですね。

高い音の場合は、その逆で、
１秒間に現れる音の波の山の数が多いんですね。

音が伝わっていくときは、
振動するモノがあって、そこから、
空気の濃いところ、薄いところの波が進んでいきます。

波が進んでいくためには、
空気の濃いところと薄いところが次々にできて
いかないといけません。

とちゅうで、とまってしまうと、音は途切れてしまいます。
空気の濃いところ薄いところが次々にできるところは、
空気が動いているところなのですね。

空気は分解してミクロの目でみると、
空気分子というミクロの目に見えない粒々になります。

空気が動いているところでは、
空気分子が動いているところなんですね。

低い音の場合は、波の山の数が少ないので、
空気分子を動かす回数が少なくてすみます。

高い音の場合には、波の山の数が多いので、
空気分子を動かす回数がたくさんになってしまいます。

空気分子は目に見えないミクロの粒々だけれど、
すこし体重があります。

体重があるものを動かすと、エネルギーを使ってしまいます。
私たちが重いものを持ったり動かしたりしたときに
疲れるのは、エネルギーを使ってしまうからなんですね。

高い音は、体重のある空気分子を何回も動かすので、
振動するモノから受け取ったエネルギーを早く使いきってしまうんですね。

そうすると、空気分子を動かすことができなくなって、
遠くまで、空気の濃いところ薄いところの波が届かなくなって
高い音は、遠くまで届きにくくなるんですね。

低い音は、空気分子を動かす回数が少なくてすむので、
振動するモノから受け取ったエネルギーが長持ちして、
遠くまで、音がよく届くんですね。

見えない空気の中を想像してみるのも、おもしろいですね。

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蛯原ようすけ　

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