第3章:波動学(4)弦や気柱の共鳴

こんにちは<Frank>です。

「気柱(きちゅう)」って初めて見る言葉だったので早速調べてみ
ると、「口が開いている瓶の中に入っている空気のこと。 例えば、
空き瓶の中に入っている空気は、気柱の1つ」(goo辞書)とあり
ました。

最初は「占星術に出てくる言葉だ」と思ってしまいました(実際は
「四柱推命」じゃなかった)(^^)>

1.横波と縦波
波は、物質の変位が波の進行方向に対してどのように起こるかによ
って、横波と縦波に分類されます。

1)横波は、変位が波の進行方向と垂直に起こる波です。例えば、
  水面にできる波や電磁波(光など)は横波です。横波では、媒
  質の粒子が上下や左右に振動しますが、波自体は前方に進みま
  す。

2)縦波は、変位が波の進行方向と同じ方向に起こる波です。代表
  的な例は音波で、媒質の粒子が前後に振動し、圧縮と希薄が交
  互に発生します。

2.定常波
定常波(スタンディングウェーブ)は、2つの同じ波長・振幅の波
が逆方向に進んで重ね合わさった結果、特定の位置で振動が発生せ
ず、波全体が停止して見える波です。定常波の特徴は、腹(振動が
最大の場所)と節(振動が全くない場所)が固定されることです。

定常波は通常、ある種の境界条件(例えば、弦楽器の弦の両端が固
定されている場合など)によって発生します。

3.弦や気柱にできる定常波
弦や気柱では、定常波が特定の条件下で発生します。

1)弦にできる定常波
  弦楽器の弦の両端は固定されているため、そこで波の節ができ
  ます。この状態で、弦の振動が波として往復することで定常波
  が形成されます。弦が作る定常波の周波数は、弦の長さ、張力、
  そして密度に依存します。基本振動では、弦の中央に腹ができ、
  両端が節になりますが、振動のモードが増すと複数の腹と節が
  現れます。

2)気柱にできる定常波
  管楽器の中では、空気が振動して定常波が生じます。気柱の端
  が閉じているか開いているかにより、節と腹の位置が異なりま
  す。例えば、片側が閉じている管では、閉じた側が節、開いた
  側が腹になります。また、両端が開いている管では、両端に腹
  ができ、中央に節が現れます。

弦や気柱にできる定常波は楽器の音の高さや音色に深く関わってお
り、これらの特性を利用して音楽が演奏されます。

高校生の時、アコースティック・ギターを弾いていましたが、こん
なことを考えたことがありませんでした。<鉄道員>や<アルハン
ブラの想い出><禁じられた遊び>などを弾いていた頃が懐かしい
です。

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Frank

■ 兵庫県立神戸商科大学・商経学部経済学科卒。総合商社勤務後、国際ビジネスコンサルタントとして独立。北米・中南米・オセアニア・東南アジア・欧州・アフリカ諸国等での駐在、インターナショナル・マイクロエレクトロニクス・アンド・システムズ国際会議での講演、米国および台湾新竹縣シリコンバレーでの表面実装技術テクニカル・アドバイザー、米国直接投資に関わる国際訴訟問題解決のためのアイスブレーカー、レザービジネスでの貿易顧問、木材輸入業での商談等、数多くのグローバルビジネスの経験を積む。■ ビジネスコンサルティングに従事する傍ら、国連英検(UNATE)特A級・ビジネス英検(BEST)A級・ボランティア通訳検定(V通検)A級・看護英語試験(TOPEC)満点・日商ビジネス英検1級・観光英検1級・全商英検1級・英単語検定(単検)1級・実用英語技能検定(英検®)1級・通訳案内業国家資格を含む英語資格十冠を達成。イーラーニング講座開講後、ズーム・スカイプレッスンとの相乗効果で英検®1級合格者72名、全国通訳案内士国家試験合格者47名、TOEIC®990満点取得者6名やその他英語資格取得者を多数輩出。■《英会話講師への登龍門》として定着した筆者開講の[実践英語の達人クラス]では、プロの英会話講師や大学教授・講師、塾講師も受講。20名以上の上級英会話講師を育成。■ goodbook出版主催の《2008年度出版登龍門》にて短編ラブロマンス小説『離れられなくなっちゃう』がグランプリ(大賞)を受賞、2009年1月商業出版にてデビュー。2012年5月には同じく商業出版にて長編社会派ミステリー小説『謎のルージュ』を出版。現在ペーパー版・Kindle版を合わせ全14作をアマゾンにて好評発売中。■ 趣味はバイクツーリング。メガツアラーの[Suzuki/GSX-1300R Hayabusa]を駆り、全国の海岸線を周遊。孤高の旅を満喫する。

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