音の波形グラフ

質問

音が波の形をしたグラフを見ますが、
どうして波の形になるのか、わかりやすく説明していただけないでしょうか。
インターネットで調べてみましたが、ちょっと難しくてあまりピンときません。
よろしくお願いします。

回答No.2

noname#223065 · ベストアンサー

音が何かというと、空気の振動です。しかし、どう振動しているかは目に見えませんし、ちょっと分かりにくくもなっています。

　まず空気の振動ということが何かです。これは空気が圧力の高い部分と低い部分に分かれて、その圧力の高い部分と低い部分が空気中を移動していくものになっています（空気自体はほぼその場に留まって揺れているだけで、風として伝わるのではない）。

　このため、「疎密波」とも呼ばれます。「疎」は薄い、「密」は濃いということで、空気が薄い、濃いという意味を表しているわけです。もう少し正確に説明してみます。空気は普通は1気圧ですね。1気圧より低い場所（疎）と1気圧より高い場所（密）に分かれて、それが伝わっていくのが音という波です。

　しかし、空気の圧力が異なるというのが、どうして波なのかがまだ分かりにくいですよね。圧力が違うだけで、たとえ空気が目に見えたとしても、波の形なんかは出てきません。
（※ 例えば、細かい粒を空気中に多数置いて、音が目に見えるようにできたりするけど、粒子が多いところと少ないところに分かれるだけで、波の形にはなっていない。）

　しかし、圧力の高さをグラフにしてみると、波の形が見えてきます。よくある、縦軸と横軸のグラフに描くと、1気圧を中心として気圧が上がったり下がったりするわけですね。そのグラフは水面の波のように上下しながら変化していきます。見てすぐに波と分かるようなものになります。

　ですので、音が波だと言っているのは、目に見えない圧力の高低をなんとか視覚化して、波だと言っているのです。見えないものを基準にしているので、直感的には分かりにくいのは事実です。しかし、物理学では波は方程式として扱いやすくなるので、音は波（波動と呼ぶことが多い）だとして扱っています。

P.S.

　このような事情で波と言っているわけですので、物理学で考える必要がなければ、波としなくてもいいのではないかと思います。波の一種だとするのは、物理学（と物理学の応用分野）での都合に過ぎません。例えば、空気の揺らぎ、でもいいように思います。

お礼

丁寧に説明していただき、ありがとうございます。