共鳴箱 ２題

質問

１．ここに440Hzの調律用の音叉があります。
柄のところを指で持って、硬いものにぶつけてもかすかな音しか出ません。
これを共鳴箱の上に載せると大きな音に変わります。
これは、指が音叉の振動エネルギーの大部分を吸収してしまうので、大きい音が出ないのだと解釈出来ます。
では、共鳴箱を工夫して最大の音量を出させるためには、共鳴箱はどういうところを工夫すればよいでしょうか？
最も効率良く振動→音変換が行なわれたとき、どれくらいの音量になると予想されるでしょうか？

２．バイオリンやギター、ピアノなどは共鳴箱を持っているので大きな音量が出ることは分かります。
管楽器は（特定の波長の）振動を発生するメカニズムは分かりますが、共鳴箱はどこがその作用をしているのでしょうか？

回答No.1

foomufoomu · ベストアンサー

まだ回答がないので、おおざっぱなことしかわかりませんが、書いておきます。

＞これは、指が音叉の振動エネルギーの大部分を吸収してしまうので、
音叉の振動部が小さいので、空気にエネルギーが伝えられないのです。箸を振り回して風を起こすようなものです。空気を動かすには、うちわのように、ある程度の大きさが必要です。専門的には「音響インピーダンスが整合していない」といいます。

＞では、共鳴箱を工夫して最大の音量を出させるためには、
・共鳴箱自体の持つ共振周波数を440hzにする
・音叉→共鳴箱→空気の各部インピーダンスが整合するようにする

＞最も効率良く振動→音変換が行なわれたとき、どれくらいの音量になると
音叉の振動エネルギー＝音響エネルギーになるはずですが、共鳴箱だけでは100%の音響インピーダンス整合は得られないと思います。

＞管楽器は（特定の波長の）振動を発生するメカニズムは分かりますが、
ほんとに分かっていますか？
弦楽器は弦の振動を共鳴箱を通して空気に伝えていますが、管楽器は直接空気を振動させています。たとえばオーボエ、クラリネットはリードの振動で空気の流れを止めたり出したりして、空気の粗密を作っています。これは弦の振動を空気に伝えるのと違って、空気への伝達はとても効率よくできます。
さらに音響インピーダンスの整合をよくするため、ラッパ管をつけています。ラッパ管は音響トランスとして作用します。