• 締切済み

音が壁を透過する際のメカニズム

音が壁で跳ね返る際に反射板で起こっていることについて質問しました。音の反射を振動論的に考えればどうなるのかという事です。 http://okwave.jp/qa/q9258773.html 今度は音が反射板を透過する場合に反射板で起こっていることについて教えて下さい。 空気B | 壁 |空気A Aから壁に入射した音がBに伝わる場合、まずは音が壁に入射して壁を揺らし、その音がBの空気を揺らすことになります。すると、壁に対して空気Aと空気Bは対称ですから壁は空気AとBに50%ずつ音を伝えることになります。そうなると理屈としてAから来た音は50%以上Bへ伝わる事は無いという事になります。 実際には薄い壁ならもっと透過するような気もしますし、壁と音の周波数が共振した場合とそうでない場合で異なるように思います。実際はどうなのでしょうか? ご教授ください。

みんなの回答

  • tadys
  • ベストアンサー率40% (856/2135)
回答No.2

音が空気B | 壁 を通過する際には音の一部が反射され残りは通過します。 同様に、 壁 |空気Aを通過する際にも音の一部が反射され残りは通過します。 壁を通過する途中で減衰することも有ります。 空気と壁の界面でどれだけの音が反射されるかはそれぞれの音響インピーダンスで決まります。 音響インピーダンスは媒質の密度と音速で決まります。 音響インピーダンスをZ、密度をρ、音速をcとすると、Z=ρcで表されます。 空気BのインピーダンスをZ1、壁のインピーダンスをZ2とした場合の反射率RpはRp=( Z2 - Z1 ) / ( Z2 + Z1 ) になります。 以下を参考: http://web.tuat.ac.jp/~yamada/onkyo/chap4/chap4.html http://tsujino-www.ee.kanagawa-u.ac.jp/~TSUJINO/print/soundref.pdf この反射率の計算式は電気回路の伝送線路における反射の計算と同じ形になります。 伝送線路における反射の資料は沢山あるので参考にするといいでしょう。 薄い壁が防音性能が低くなるのは音が壁を通過する際の損失が小さくなるからでしょう。

subarist00
質問者

お礼

ご回答ありがとうございます。波動論的に考えればおっしゃる通りです。今回は振動論的に考えて見たいと思っています。 例えば壁の厚さだけでなく、音波と壁が共振すると防音性能は低くなります。あるいは低い周波数の音は壁に入射して固体伝搬で壁の中を伝わっていくので透過する音は小さいでしょう。そういった周波数ごとに異なる特性はなかなか波動論のアプローチでは難しいと思って振動論で考えてみた次第です。

回答No.1

固体の密度次第です。固体の密度が高い場合、空気よりも遠くへ音を伝えます。

subarist00
質問者

お礼

ご回答ありがとうございます。多分遮音性能のお答えと思います。遮音性能は重さで決まります。質問の趣旨は音が壁を透過する際のメカニズムが波動論ではなく振動論的見地から知りたいです。

関連するQ&A

  • 音波と遮音板の振動の関係

    音波が壁に当たると跳ね返ったり透過したりします。 跳ね返る際の壁の振動と音波の関係が知りたいです。 音が跳ね返る場合、これは壁はほとんど揺れずに音が跳ね返るのでしょうか? それとも壁はしっかり揺れるけれども(=いったんは壁に音波のエネルギーが入射して壁の振動に変わるけれども)、それが壁の逆側へ行かずに(壁の逆側の空気を揺らして音とならずに)元の側の空気を揺らして音となって跳ね返るのでしょうか?

  • ITO付きガラスの透過率

    ITO付きガラスの透過率を測定しています。 試験片:片面ITO付きガラス 装置:分光光度計 条件:5deg入射@波長550nm -わからない事- ITO膜側から入射させた場合【a】と、反対側(ガラス側)から入射させた場合【b】で、透過率に差が出ます。【a】89.6%、【b】79.6% ちなみに反射率は変化しません。 どなたかこの謎をお教え下さい。

  • 音の反射

    音の反射について質問があります。 音は壁など障害物に反射しますが、ウィキペディアでは 「音波は壁などの物体に衝突すると、その壁自体が音波と同じように振動する。その物体の振動により再び音波が発生する。」 とありました。 そこで質問なのですが・・・ 1)例えば10メートル四方で分厚いコンクリートの丈夫な壁があるとします。 それに向かって大きい音を発生させた場合、反射する音も大きいと思いますが、私はコンクリートの壁が大きく振動するとは思えません。 大きく振動しなくても大きい反射音が出るのは何故でしょうか? それとも壁の振動以外に何かある・・・? 2)もしも振動できないような硬い壁だった場合、音は返ってこないのでしょうか? 以上、御教授の程宜しくお願い致します。

  • 光はなぜガラスを透過するのか?

    ガラスは可視光を透過させますよね。同様に,他の電磁波(紫外線やX線など)も,物質によっては透過したり吸収されたりするとおもいますが,これはなぜでしょうか。 音が物質を通過するのは,空気振動→固体伝播→空気振動 となるということで説明できるのですが。光の場合はどうなのでしょうか。波動を構成している粒子(光子?)そのものが,分子構造の隙間から通過するのでしょうか? できれば,実際の原理と,それを中学生に教えるにはどうしたらいいかということを合わせて教えていただけませんでしょうか。よろしくお願いいたします。

  • 透過係数の値について

    損失媒質中から空気中に電波が斜入射するときの反射係数、透過係数の式にパラメータを代入してその値を求めています。反射係数の値はあっていると思うのですが透過係数の値が1を超えてしまい間違ってしまいます。どうすれば透過係数の値が正しくなるか教えてください。 パラメータとしては媒質中の比誘電率は40、比透磁率は1、導電率は1.8、空気中の比誘電率、比透磁率は1、導電率は0としています。

  • ハーフミラーの反射光と透過光の位相差について

    ハーフミラーに光を入射した場合の反射光と透過光の位相差について教えてください

  • 気柱で共鳴した場合の音

    気柱を振動させて定常波ができると音が大きくなるのは、入射波と反射波の合成波である定常波の振幅が入射波の2倍になるからですか?ということは、共鳴するともとの音の2倍うるさくなるということでしょうか? よろしくお願いします。

  • X線透過後の強度変化

    X線が物質を透過した後、反射させた後、屈折させた後の強度変化を知りたいのですが求め方の考え方を教えてください。(透過、屈折などそれぞれの割合も関係してくると思うのですが。)物質の吸収係数を用いた簡単な透過率の求め方は知っているのですが、これは厚さ一定のもので入射面積と透過面積を等しいと考えた場合で、例えば球面のものに入射した場合どのように考えればよいのでしょうか?やはり、屈折または反射、透過の3成分を考えて求めなくてはならないのでしょうか?この場合、屈折率が1以上の場合の波動光学(幾何学?)的な計算方法は適応できるのでしょうか?吸収係数と幾何学の両方を考慮しなくてはいけないのでしょうか?もしそうならばこれから波動光学の勉強をしなくてはなりませんが、認識不足で申し訳ないのですが、この式を使ってこの係数を使ってということが分かれば非常にありがたいです。算出方法が分かれば・・・。なにとぞよろしくお願いいたします。ちなみにX線は数10keVを想定しています。あと強度は透過後の単位面積あたりで考えています。集束する場合を想定していますので。

  • 音波について

    音をよく反射する壁に向かって、振動数fの音波を垂直に入射させておき、小さなマイクロホンをおとの入射方向に沿って、壁からゆっくり遠ざけながら音の強さを調べた。このとき、音の強さが極小となる位置が距離lの間隔で観測された。音の速さはいくらか。 A.2fl 距離lの間隔で聞こえるから波長はlかと思ったのですが、違うようです。 考え方を教えて下さい。 宜しくお願いします。

  • バスレフ型スピーカのメカニズムについて教えてください.

    バスレフ型の原理を調べていたら「ダクトの共振周波数付近ではスピーカの振動板はほとんど動かず,音波はダクト部の空気の振動により放射される.」と記載されていました.これは,どういうことなのですか? スピーカの振動板が動かなければ,音は出ないのでは・・・?  また,ダクトの共振周波数とは,チューニング周波数と考えてよいのでしょうか?  困っています.教えてください!おねがいします.