音の周波数とエネルギー

質問

高音でも低音でも、音圧に周波数は無関係ですよね。シンバルの高音よりも太鼓の低音の方が、一波長当たりのエネルギーが高いのか波高が長いのか、内臓に響いたりします。

音圧について考えると、光子一個の持つ電磁波エネルギーも周波数に無関係で一定ですか。

回答No.1

imoriimori · ベストアンサー

まず、「光子一個の持つ電磁波エネルギーも周波数に無関係で一定ですか。」に関しては、NOです。光子一個のエネルギーは周波数比例です。（e = h×ν）

「一波長当たりのエネルギー」および「波高が長い」は、いずれも物理学的に意味がはっきりしない表現です。だから、それに対してYes/Noは誰も言えないでしょう。

「高音でも低音でも、音圧に周波数は無関係」はそのとおりですね。英語でもvisceral soundと言うし。太鼓の低音はハラワタにしみるんですね。なぜかは私には答えられないのですけど、私見を言えば、本当にお腹に響いているのかは疑問。物理的には、胴体の共鳴周波数はもっと低周波だし。物理ではなく、聴覚とか脳とか感性の話になってくるんだろうと思います。

お礼

電磁波エネルギーの最小単位が光子だとすると、高周波では光子１粒のエネルギーが非常に大きくなって、最小の単位でなくなってしまう気がするのですが、私の勉強不足でしょう。ありがとうございます。

回答No.3

Nakay702

相変わらず独断が混じりますが、以下のとおりお答えします。

＞高音でも低音でも、音圧に周波数は無関係ですよね。シンバルの高音よりも太鼓の低音の方が、一波長当たりのエネルギーが高いのか波高が長いのか、内臓に響いたりします。音圧について考えると、光子一個の持つ電磁波エネルギーも周波数に無関係で一定ですか。
⇒はい、前便でも触れましたが、高音でも低音でも、周波数そのものは音圧とは無関係でしょう。光子一個の持つ電磁波エネルギーも、周波数とは無関係かも知れません。音圧や、一波長当たりのエネルギーが高さの違いをもたらす際の源泉は、波長(wave length)だと思います。

ところで、音に関する術語は紛らわしいですね。ついでですので整理しておきます。
音波(sound wave)：発音体の振動によって生じる弾性波動。
音圧(decibel)：音波の強さ。
周波数(frequency)：１秒間に向きを変える度数。ヘルツ。
波長(wave length)：波動の山と山（位相を等しくする２点間）の距離。
波高(wave height)：波動における振動の高さ。
振幅(amplitude)：振動現象で、振動の中心位置から測った変位の最大値。
間違いがありましたら、ご指摘をお願いします。

お礼

波高が振幅の２倍なのか、振幅が波高の２倍なのか、波高＝振幅なのか、私は混同しているかもです。ありがとうございます。

回答No.2

ohkawa3

光（電磁波）は、質量のない光子によってその挙動を説明しますが、
音波は、質量がある空気分子の運動として挙動を表すことができます。

両者は、全く異なる物理現象です。
「音子」のような粒子を想定することはありませんし、音子が周波数に依存するエネルギーをもつといった説明は成り立ちません。