スピーカーとマイクのサイズの関係について

質問

• 低音用スピーカーは直径が大きく、高音用は直径が小さい。しかし、マイクは小さい直径の物で、低音も高音も拾えるのはなぜでしょうか？
• スピーカーの共振原理を考えると、低音は大きな直径のスピーカーで、高音は小さい直径のスピーカーで共鳴します。しかし、マイクは低音用と高音用がなく、小さい直径のマイクでも低音も高音も拾えるのは不思議です。
• 音の周波数と波長の関係を考えると、低音は長い波長を持ち、高音は短い波長を持ちます。スピーカーの直径が波長と関係しており、マイクも同様に波長を拾えるのでしょうか？なぜマイクは1つで低音も高音も拾えるのか、興味深いです。

回答No.5

tetsumyi

波長の問題ではなくて振幅の問題です。
同じエネルギーを音にするとき高音では小さい振幅ですが低音では振幅が大きくなります。
前面パネルを取り外したスピーカを見たことがあると思いますが低い周波数で前後に動いています。
高音では振幅が小さいので動きは見ることができません。
外形が小さいスピーカで大音量を出そうとすると前後にミリ単位でなくてセンチ単位で動くことになります。
このようなスピーカを作るには均一な大きい磁気回路を作ってこの中でボイルコイルが大きく振動することになりますし、
大きい振動に耐えるコーンエッジを作らなければなりませんから技術的にも困難ですし高価格となります。

マイクの場合は小さい範囲で音を拾えば取り出すことができるエネルギーは小さいですが、周波数に関係なく高音質で電気信号に変えることができます。
鼓膜と同等の大きさがあれば充分ということになります。
小さい外形で低音まで聞くことができるのは、最低のエネルギーで音を出すイヤホンです。

お礼

耳の鼓膜は小さいのに超高性能ですよね。耳は、生の音と、マイクを通して録音した再生音とを聞き分けることができますもんね。
「音の良さを同じに」と条件付きの場合、大音量（=振幅大=エネルギー大）を出すことは大変なことなんですね。屋外イベント用の、大きくて大音量のスピーカーの価格を聞いて唖然としたことがあります。

イヤホンは振動板と鼓膜がすぐそばなので、もしかして最高性能の音響発生装置を作れる可能性が高いのではないですか?
わかりやすい解説、ありがとうございました。