マグカップの音の変化

質問

表面がざらざらしたマグカップにミルクコーヒーの粉を入れ、90℃のお湯を8分目位に注いでティースプーンでかき混ぜていると、スプーンとマグカップの擦れる音が徐々に高くなっていきます。この現象の原理を教えてください。マグカップの温度が高くなっていくのと関係があるんでしょうか？

回答No.2

noname#212313 · ベストアンサー

Eテレの2355で紹介していた現象だと思います。その現象の鍵はミルクコーヒーの粉に含まれている空気です。

　お湯を入れて溶かすと、粉から空気が出てきて湯に混ざります。細かい気泡が多数生じるわけですね。この気泡は音程として高音を吸収してしまう、一種の防音材として働きます。その詳しい仕組みは割愛しますが、音は波ですから、波が1波長分、気泡の中に入ってしまうと、内部で反射を起こして閉じ込められると思っておけばいいでしょう。低い音なら波長が長いので入りきらず、すり抜けます。

　そのため、気泡があるうちは低い音だけが外に漏れ、気泡が少なくなるにつれて、高い音も聞こえてくるようになるのです。

回答No.1

KoalaGold

共鳴部分の面積と体積です。

空のカップはスプーンが触って微妙に振動を与えるので全体が一つになって振動で音を出します。満杯のカップは液体に触れた部分は共鳴しません。お湯に吸い込まれてしまいます。お湯に浸かっていない部分だけが共鳴するので部分は小さいです。

この共鳴部分を大から小までをお湯を注ぎながら徐々に小さくしていくので音が高くなります。

大きいと低音で小さいと高音、これは木琴を思い浮かべて下さい。

液体の粘度、温度差も多少の差を与えますが今回は液体量の差だけだと思いましたので他には触れません。

空でも小さいカップは高音で大きなカップは低音です。

お礼

回答ありがとうございます。説明が分かりにくかったようです。お湯を注いだ後にティースプーンでかき混ぜています。したがってお湯の量は一定でした。