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音の力

日本シリーズを見ていて思うのは、横浜ベイスターズ出身の選手が多いこと。

内川、多村、谷繁、小池。この人達が横浜にいたら今のような成績はないだろうなあ。
もちろん、残留させるのは簡単ではないけれども。

弱いとさらに選手がいなくなる。デフレスパイラルみたいなもんでしょうか。

失ったものは大きいと思いつつ、本題です。


今日は、パリティ、Vol.26 2011-11, p. 47, ニュースダイジェストより「音による物体の浮遊」から。

音圧によってミリメートルほどの大きさの物体を重力に逆らって浮かせておくことができるそうです。

音で力を与えられるというのは大げさでありえそうもない気がしてしまいますが、音を出すのだってエネルギーが必要なわけだから、やはり力は生じるのです。声の大きい人には圧倒されてしまいそうになりますが、物理的にも根拠があるということになるのでしょうか。

音圧で浮遊している物体のそばに横からピンセットを差し込むと、圧力のひずみによって物体を押しやることができ、浮遊装置は部品供給装置としても利用できる、と書いてあります。浮遊しているものを触らずに動かせるとなると、面白いですし、利用方法もあるのでしょうね。

超音波のような人間の耳に聞こえない音を使うと、傍から見ている人からするとなんだかよく分からないけど物体が浮き上がって、触らなくても物体が動いたりするのでしょうか?魔法のように見えるかもしれません。

担当の研究者の方には今頃Mr. マリックさんあたりから問い合わせが来ているかもしれません。

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どこからともなく聞こえる音?

スズランテープ」をご存知でしょうか?

よく本を廃品回収に出すときなどに使う、ビニールのひものことです。

この用語が全国区ではないようです。妻に通じませんでした。

「それは厚木でしか通じない」とまで言われました。

「じゃあ何ていうの?」と聞いたら「段ボールくくるひも」

あまりにそのまんま過ぎて単語じゃないだろうと思いつつ、本題です。


今日はPhysics TodayのPhysics Updateに載っていた”Soda cans focus sound to subwavelength spots”(ソーダの缶で音を波長の1/10程度のスポットに集める)から。
http://www.physicstoday.org/daily_edition/physics_update/soda_cans_focus_sound_to_subwavelength_spots

専門用語で回折限界と呼ばれますが、伝搬する波を集めようとしても波長程度までしか絞ることができないことが知られています。たとえば虫眼鏡を使うと光を一点に集められそうなものですが(実際理科の教科書には一点で集まるように書かれていたと思う)、どんなに良い虫眼鏡を使っても光の波長(1ミクロンくらい)をずっと下回るようなサイズまでは絞ることはできないのです。この回折限界を打破するものとして、物のまわりにまとわりついて伝搬しない近接場光というものが研究されています。今回は、波は波でも音に関するネタです。

なんと、ソーダの空き缶を並べて、音を波長の1/25まで集めたというのです。「時間反転の原理」なるものを用いているのだそうですが、私は詳しく知りません。普通は一点から発した音は全方向に広がっていくけれども、時間を逆転させて全方向から一転に向かうような音場を作れるということなのでしょうか。

このホームページの下の方にある動画を見る限り、ある狭い領域に音が集まってきて急激に大きくなるようです。この領域のなかでは聞こえるけど、そこから外れると聞こえないような音なのでしょう。不思議なものです。また、実際聞いたときどう聞こえるのか、気になります。たいていの音はどこかの方向から聞こえるものですから、全方向から聞こえる、もしくは方向の分からない音というのはどんなものなのか、聞いてみたいものです。

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音程について調べてみた

みなさま、あけましておめでとうございます。

さて、年末年始って、歌番組が多いですよね。聞いていると、もちろん歌のうまい方もいるけど、素人が聞いても「音程ずれているなあ」と思える人もいます。

かくいう私は、かつて吹奏楽をやっていたことがあるのですが、音程でどれだけ怒られたことか。もう昔のことだし、今となってはそれはそれで思い出なんですけどね。最近になって、幼いころにピアノを習って絶対音感を身につけた妻にたまにバカにされるわけです。

「どうせ、どうせ俺なんて…」と思うわけですが、
「そもそもピアノの音程って、すこしずれているんじゃなかったっけ?」
ということを思い出しました。

今日は、そんな音程に関するお話を。
私は専門家でもなんでもないんで、話半分でお読みください。

周波数が高くなるほど音が高くなります。1オクターブ高いというのは周波数が2倍ということなんです。この1オクターブの間の音をどのようにしてドレミファソラシおよびそれらの間の5つの半音に分けるかというのは、実は一意に決まっているわけではないんです。

12等分したもの、すなわち、半音上がるごとに周波数が2の12乗根倍になっていくのを平均律と呼びます。ピアノはほとんどの場合平均律でチューニングされています。

それに対して、純正律というのがあって、この場合には音の周波数の比が整数比になっています。いわゆるドミソの和音は周波数比が4:5:6になります。ドの音が4回振動するうちにミおよびソの音はそれぞれ5回および6回振動して、元の波にもどるわけです。なぜ3:4:5じゃなくて4:5:6なんだ?と言われても私にはわかりませんけど、とにかく整数比であれば和音がきれいに響きそうだというのは、なんとなくわかります。

平均律だとこの比が1:2の1/3乗:2の7/12乗になるわけですよねえ。結果的に4:5:6にある程度近いんでしょうけど、理屈で考えると、やっぱりしっくりきません。

まあ、理屈は置いておいて、聞いてみましょう。

「純正律音楽研究会」の「純正律入門コラム」というWebページで、両者の聴き比べができます。ページの上の方の”A”または”B”をクリックしてください。
http://just-int.com/column.html

いかがですか?人それぞれだと思いますけど、私は断然B(純正律)の方がよいと思います。でも、Web上に転がっている情報によると、幼いころからピアノで絶対音感を付けた人のなかには、平均律以外の音程を受け入れられない人もいるようです。妻はいま外出中ですけど、帰ってきたら感想を聞いてみたいと思います。

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一度は聞いてみたい

夕張で「メロン熊」なるものが販売されているそうです。
http://yubariten.com/SHOP/158.html

こういうのって普通、プーさん的なクマにすると思うのですが、リアルグマで来ましたか。

クマほど本物とマスコットに差のある動物はいないなあと改めて思いますが、
私が似ているのはマスコットの方です。

自分でいうのも難ですが、全然怖くありません。

では、本題です。


今日はパリティ、Vol.25 No.04 pp.12-20から。以下、タイトルと簡単な要旨のみ、引用します。

*******************************
空間の可聴化

ミヒャエル・フォーレンダー

部屋の中でどのような音がするのかを予測し、また再現することは、コンサートホールやオペラハウスのみではなく、教室、住宅、そしてバーチャルリアリティにおいても有用なことである。
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音響に関する話題です。例えばオーディオ機器は不思議なもので、数千円も出せば手に入る一方で、良い音にこだわりだしたら数百万円するものまで出てきます。また、ビジュアル機器だと例えばアナログのブラウン管テレビがデジタルの液晶やプラズマテレビに替わるなど、原理的にも明確な技術革新があるものですが、オーディオに関してはそういうのが少ないと思います。強いて言えばLP盤レコードがCDに替わった位でしょうか。iPodとかも、別に音響の革新ではないですし。

しかし、この文献を読んだ印象では、決して研究が進んでいなかったわけではないです。コンサートホールの設計のような長い歴史をもつ研究と、最近のバーチャルリアリティに関する研究が絡んでいて、なかなか面白そうです。

音の研究は簡単そうで難しいようです。確かに、可聴範囲の一番低い音と高い音の周波数が6桁も違うし、部屋の大きさや形状によっても響きが大きく変わります。本気でやりだすと、右耳と左耳に届く音の波形も違ううえ、耳の構造まで考えなければならないようです。やはり、コンサートホールなどで聞こえる音を普通の部屋の中でオーディオで再生するにはいろんな技術やノウハウが必要なのでしょう。それ以前に、そもそも生演奏がコンサートホールなどの演奏場所の作りに依存するんですから、いろんな意味で奥が深いです。

本気で音響信号をスピーカーなどで再生する場合には、響きの無い、つまり反射音のない部屋を用い、家庭用のサラウンドシステムよりも優れた音響研究用のシステムを用いて再生するそうです。「現在、音響信号の再生に関する諸々の問題は解決されつつあり、取り組むべき最前線の問題は実時間での可聴化である。」と書かれていますが、そこまで完璧に近い再生ができるのなら、ぜひ聞いてみたいものです。

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プロフィール

バラッくま

Author:バラッくま
色々あったのち東京深川在住の科学技術系の研究者。
クマに似ている。最近はカピバラにも似ている。
専門: 量子エレクトロニクスなど。
休みのときは、(有休を取ってまでして)落語、スキューバダイビング、スポーツ観戦(相撲など。両国が近いのでうれしい。)、音楽鑑賞などを少しずつ。

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