「音波としての正弦波」はおかしくないですか

質問

「音波としての正弦波」という言葉がウィキペディアに載っています。
https://ja.wikipedia.org/wiki/%E6%AD%A3%E5%BC%A6%E6%B3%A2
しかし、音波は縦波(疎密波)、正弦波は横波ですから、「音波としての正弦波」という言い方はおかしいのではないでしょうか?

回答No.4

kagakusuki · ベストアンサー

質問者様が貼っておられるURLのページに

>正弦波（せいげんは、sine wave、sinusoidal wave）は、正弦関数として観測可能な周期的変化を示す波動のことである。その波形は正弦曲線（せいげんきょくせん、sine curve）もしくはシヌソイド (Sinusoid) と呼ばれ、

と説明されている様に、正弦波とは、波を構成している要素(水面波の場合は水面の高さ、音波の場合は音の媒質の密度)が時間と共に変化していく様子をグラフにプロットすると、そのグラフが正弦曲線を描く波の事です。
　正弦波と呼ばれるかどうかは、波となって変化している要素の値が正弦曲線を描いて変化しているかどうかによって決まるのであって、空間を伝わっている波を横から眺めた形状で決まる訳ではありません。
　ですから横波は無論の事、縦波であっても正弦波はあります。
　例えば、気体の中を伝搬して行く音波があり、その音波による気圧の時間変動をグラフにプロットした際に、もし正弦曲線を描いていれば、それは正弦波という事になります。

　因みにi、周期的な変化を示す波動の中には鋸波の様に、その変化の様子が正弦曲線を描いていないものもありますから、周期的変化を示す波動であるというだけでは正弦波であるとは言えません。

回答No.7

tadys

空気中の音波の伝播に伴ってある一点での空気の圧力と速度が変化します。
波の進行方向をX軸にとり、その点での圧力の値をX軸と直角な方向をY軸としてY軸上にプロットすれば正弦波になります。
速度の変化する方向は音波が伝播する方向になりますが、方向を無視して速度だけを取り出せば正弦波になります。
速度の変化をピックアップするタイプのマイクロフォンがあってベロシティマイクと呼ばれています。

同じ現象であっても座標軸の取り方を変えると別の形になる事は特別なことでは有りません。

補足

ご回答ありがとうございました。
「空気中の音波の伝播に伴ってある一点での空気の圧力と速度が変化します。
波の進行方向をX軸にとり、その点での圧力の値をX軸と直角な方向をY軸としてY軸上にプロットすれば正弦波になります。」

この部分は、勉強になりました!
少し教えて頂ければ幸いですが、・・・
音波という縦波は、進行方向(伝搬方向)に、「圧力と速度」が変化するのですね?
この圧力と速度の関係についてお教え頂きたいのですが・・・
要するに、「音波=縦波=疎密波」の中の密度の高い部分は、「圧力が高く、だから速度も速い(又は速度が速く、だから圧力が高い)」といっていいでしょうか?
つまり、音波という疎密波(縦波)の中の密度の高い部分は、圧力と速度が両方とも高いが、それは圧力が高ければ当然に速度が速いし、速度が早ければ当然に圧力が高いのだ、と考えていいでしょうか?

回答No.6

bran111

横波は変異と進行方向が垂直なので正弦波のイメージと一致しやすいのかもしれませんが、
縦波の変位を位置と時間の関数として表すと正弦波となることが波動方程式から導かれます。要するに縦波も横波も正弦波で変位の方向が違うだけです。

回答No.5

kichi8000

ＸＹグラフについての初歩的な勘違い。
ＸＹ軸は指標であって状態を表すのではない。

縦波：
Ｘ軸を進行方向にとり、Ｙ軸に疎密状態を表した場合のグラフ。
これが基本波ならば正弦波グラフと一致する。

横波：
Ｘ軸を進行方向にとり、Ｙ軸を横方向(進行方向に垂直)とした場合のグラフ。
これが基本波ならば正弦波グラフと一致する。

正弦波：
Ｘ軸におけるＹ軸について、波の状態がsin関数(cos関数)で表すことのできるグラフのこと。
疎密波の粗密が正弦波状態になって揺れている、または、横波の進行方向が左右に正弦波状態になって揺れている。

回答No.3

phosphole

ちょっと分かりにくいのですが、図示すると理解できると思います。
疎密波　グラフ
などの単語で検索してみてください。

参考URL：

http://wakariyasui.sakura.ne.jp/p/wave/hadou/yokotate.html

回答No.2

shintaro-2

Wikipediaの
そこでの正弦波の意味は
直前に記載されるように
「正弦波は単一の周波数成分のみを持つ波動であり」ですので
問題ありません。

＞正弦波は横波ですから、

正弦波⇒横波ではありません。

回答No.1

tetsumyi

進行方向をX軸とした場合、横波は変位がY軸方向なのでこれはわかり易い。
縦波の場合、進行方向をX軸とした場合変位がX軸方向なのでこれをどのようにグラフで表わすか？
グラフでXj軸として変位を表わそうとすると、グラフにすることができない。
そこで、Y軸方向を変位として表わすことで視覚的にわかるように表現しただけです。
その変位は数学的に正弦波となるのですから、正弦波という表現は正しいです。