ウェーブハーモナイザー

原理・法則

- 音の三要素 -

音の最も基本的な性質で、大きさ、高さ、音色音の三要素といいます。
音は空気の微小な振動で、音の大きさは空気の振動する幅の大きさに比例します。振動幅が大きい程音は大きくなります。音の振動が1秒間に繰り返す回数を周波数といい、一回の繰り返しを1ヘルツ(Hz)といいます。
周波数の値が多くなる程高い音になります。音色は振動の形で決まります。
同じ振動幅、同じ周波数でも、形が違えば音も変わります。

- 人間の耳の仕組み -

人間の耳の仕組み

人間の耳は、1秒間に20回から2万回の空気の振動をとして認識します。音は耳介から外耳道を通り鼓膜に伝わります。この時点では音は空気の振動ですが、ここで鼓膜を振動させることにより中耳のツチ骨・キヌタ骨・アブミ骨に伝わっていきます。この間、てこの働きにより振動の幅は約20倍に拡大され、内耳の蝸牛という器官に伝達されます。蝸牛はリンパ液で満たされており、この中にコルチ器という聴覚器があります。伝えられた振動は、コルチ器中の神経細胞を刺激し、信号に変換され、聴神経を通じて延髄(えんずい)・脳幹(のうかん)を通り、大脳の左右側頭葉にある聴覚野に達します。
ここで初めて聞こえてきたものをとして認識することができるのです。

身近な事例1

- スピーカーの種類と仕組み 1 -

既に学習した通り、スピーカーから音が出るということは、スピーカーが空気を振動させることと同じです。
スピーカーは永久磁石とその中に巻かれたボイスコイルからなっており、音楽信号を流すとボイスコイルの磁界の極が入れ替わり振動が発生します。
振動をコーン紙で増幅させることでより多くの空気が振動し、音を大きくさせることができます。

スピーカーの種類と仕組み

- スピーカーの種類と仕組み 2 -

スピーカーの種類がたくさんあるのは音の三要素である高さに関係しています。
低音は大きく振動させる必要がありますが、高音は早く振動させなくてはなりません
よって、それぞれの音域に適した形状と構造のスピーカーがあるのです。

低音 高音

- スピーカーの種類と仕組み 3 -

低音域・中音域・高音域 3ウェイスピーカー

高音域用をツイーター、超高音域用をスーパーツイーター、中音域用をスコーカー、超低音域用をスーパーウーハー、低音域用をウーハーといいます。

- スピーカーの種類と仕組み 4 -

スピーカーの種類と仕組み

中音域を中心に高低音域をカバーしたものをフルレンジスピーカー(1WAYスピーカー)、帯域を中低音域と高音域に分けたものを2WAYスピーカー、低音域・中音域・高音域に分けたものを3WAYスピーカーといいます。

身近な事例2

- 楽器の種類と音程調整の仕組み -

多くの楽器には音程を変える仕組みがあります。

弦楽器

弦楽器はピンと張った弦を振動させて音を出しますが、弦を指で押さえる等して振動する長さを調節し音程を変化させます。

管楽器

管楽器は空気柱の長さを変えたり、管の途中に穴を開けたり、金管楽器のように管の長さを変えることで音程を変化させます。

鍵盤楽器

鍵盤楽器は他の楽器と鍵盤(ボタン)が結びつき、簡単に音程の変化を実現する画期的な楽器です。
弦楽器と結びついてできた楽器はピアノ・クラヴサン・チェンバロ、管楽器と結びついてできた楽器はパイプオルガン・アコーディオン・鍵盤ハーモニカ等があります。

ハープ・パンパイプ・木琴

この他一つの音程しか出せない楽器を集めることで、あらゆる音程を出せるようにする楽器にハープ・パンパイプがあります。共に必要な音程を出せる弦・管を一まとまりの楽器にしたものです。