どのような仕組みで響くのか？

質問

どうしても気になっていたことが頭の中で整理できたので、改めて質問させていただきます。ちょっとした法則みたいなもの見つけました。以下の写真にある防音壁が例えば中央線快速の高架化や武蔵野線の越谷レイクタウン駅付近、南武線の高架化などに使われている感じがしました。気になるのは電車に乗っている時、音が少し響く感じがします。スラブ軌道でないのに、どのような仕組みで以下の写真のような防音壁上で走ると響くんだろうかと思います。一体どんな仕組みで響いていますか？
因みに響く音はスラブ軌道よりちょっと小さめな響き方(スラブ軌道の小さい版)でした。

回答No.2

sailor · ベストアンサー

最初に特に鉄道の音に詳しいものではないと言う事をご理解の上お読みください。

確かに防音壁などのコンクリートやガラス（アクリル）などの面では音の反射が起こります。そして、音の反射は一度だけ起こるのではなく、防音壁と車体や軌道（スラブ軌道などは平面的なので反射の方向が一定となりやすい）などの間で何も（繰り返す周波数は物体間の距離と物体の性状により決まるところが大きい、反射を繰り返す物どおしの距離によって決まる共振現象です。）反射が繰り返され、一種のエコーが掛かったような状態になることが想定できます。また、地面に直に設置された軌道では、軌道自体が構造体として共振現象を起こす（地面が振動に対する大きな内部損失持つため）ことは少ないですが、高架線のような場合は高架線自体が特定の共振周波数を持つ振動体とも考えられますので、特有の音が出る可能性はあるでしょう。音の質の違いというのはその音波の持つ高調波成分の分布（例えば基本的な例では100Hzの音波にはその整数倍の200Hzや300Hzの音波の成分が混ざりあうことによって、単純に100Hzだけの音（正弦波という波の形での100Hz）の場合と整数倍の高調波を含んだ音では音の高さ（音程の事）は同じでも音色が異なります）によって決まるので、実際に解析すると非常に複雑な要素が絡み合うと思われます。

鉄道の音に関する専門家ではないので、一般的な音響の知識の範囲での回答ですが、そのよな、反射や共振（ある周波数で特に振動しやすくなる現象で、音としてみた場合はその周波数（高調波も含む）の音が強調される）現象がそれぞれさらに干渉して起こる現象でしょう。軌道などの構造体自体の共振周波数と遮音壁などによる反射による共振周波数は異なる場合がほとんどでしょうから、それぞれが生み出す音の間で干渉という現象（例えば400Hzの音と401Hzの音を同時にならすと１秒間に１回の割合で音が大きくなったり小さくなったりします。これを干渉といいますが、もっと大きくずれて入れると音が濁ったりある音域だけが強調されて特有な音色になる場合があります）が起きてさらに複雑な波形が生まれるので、かなり複雑な問題ですね。

似たような音がする場所というのはこれらの複雑な要因が重なり合った結果としてできる音波の波形が似ている場所と言う事でしょう。
また、同じような音に聞こえる場所でも、乗車中と外からそれぞれの場所の音を聞くと全く違う場合もあります。これは鉄道の車両自体も共振や内部損失という現象を伴うので、車体を通してくる間に音質の変化が起こるためです。これは車両の種類が異なれば当然異なると考えられますので、車内での音が似ていても車外で聞くと異なると言う事もあるでしょう。

お礼

長い文章ありがとうございました。参考にそちらの方じっくり読ませていただきます。個人的には中央線快速の高架化の防音壁が気になっていたので、もし分からないことがあれば改めて質問させていただきます。今回は一般の防音壁ということで質問を締め切らさせていただきます。

回答No.1

kuni-chan

音は空気の振動です。
　物があると跳ね返ります。物質や形状で跳ね返り方は変わります。
　そういう仕組みです。

補足

例えば中央線の高架化はどのような仕組みでスラブ軌道のような音がするのですか？
中央線の高架化に詳しい方お願いします。