学習目安 | 小: B | 中: A | 高: S

ヘルツ(Hz)

一般小学生

まとめ

ヘルツ(Hz)
振動数を表す単位で、1秒間に繰り返される振動の回数
  • 1秒間に1回の振動を1Hzと定義し、数値が大きいほど振動が速いことを示す
  • 音の高さや電磁波(電波)の性質を決定する重要な指標である
  • 振動数(f)と周期(T)は逆数の関係(f = 1/T)にある

解説

ヘルツ(Hz)は、電磁波の存在を実証したドイツの物理学者ハインリヒ・ヘルツの名にちなんだ国際単位系(SI)の単位です。波や振動が1秒間に何回繰り返されるかを表しており、物理学のあらゆる分野で用いられます。

音の場合、振動数が多くなるほど「高い音」として認識されます。人間の耳で聞こえる範囲(可聴域)はおよそ20Hzから20,000Hz(20kHz)程度です。また、光や電波も波の性質を持つため、スマートフォンの通信に使われる「プラチナバンド」やWi-Fiの「5GHz帯」など、情報の伝達効率や直進性を表す際にもこの単位が欠かせません。

項目 振動数(Hz)が小さい 振動数(Hz)が大きい
音の高さ 低い音 高い音
波長 長い 短い
周期 長い 短い
コラム

振動数 f と、1回の振動に要する時間である周期 T の間には f = 1/T という関係が成り立ちます。例えば、周期が0.02秒であれば、振動数は 1 ÷ 0.02 = 50Hz となります。

また、音の伝わる速さ(音速)気温によって変化します。15℃の時の空気中の音速は、公式 V = 331 + 0.6t(t は摂氏温度)に当てはめると、331 + 0.6 × 15 = 340m/s と計算できます。この音速と振動数の関係から、波の長さ(波長)を導き出すことも可能です。

日常生活では、家庭用コンセントの交流電源の周波数が有名です。明治時代に導入された発電機の違いにより、現在も東日本は50Hz、西日本は60Hzと分かれています。

小学生のみなさんへ

ヘルツ(Hz)は、音や電気が1秒間に何回「ふるえているか」を表す単位です。例えば、1秒間に1回ふるえると1ヘルツ、100回ふるえると100ヘルツといいます。

みなさんが聞いている「音」は、空気がふるえることで伝わります。このふるえる回数が多いほど高い音になり、少ないほど低い音になります。ピアノの高い音はヘルツの数字が大きく、低い音はヘルツの数字が小さいということですね。

また、おうちのコンセントに流れている電気も、実は目に見えない速さでプラスとマイナスが入れかわってふるえています。東日本では1秒間に50回(50ヘルツ)、西日本では60回(60ヘルツ)と決まっているんですよ。

ルラスタコラム

人間には聞こえないくらい高いヘルツの音を「超音波」と呼びます。イルカやコウモリは、この音を出して、はね返ってきた音を聞くことで、暗い場所でもまわりの様子を知ることができるのです。

テストでの問われ方・理解度チェック

【基礎】 ヘルツ(Hz)とは、どのような状態を「1ヘルツ」と定義していますか。
1秒間に1回の割合で振動が繰り返される状態を1ヘルツと定義します。
【応用】 ある波の周期(1回の振動にかかる時間)が0.05秒であるとき、その振動数は何Hzですか。
20Hz(計算式:1 ÷ 0.05 = 20。振動数は周期の逆数で求められます)
【実践】 音の「大きさ」を変えずに「高さ」だけを高くした場合、波のグラフ(波形)における「振幅」と「振動数」はそれぞれどのように変化しますか。
振幅(波の揺れの大きさ)は変化せず、振動数(1秒あたりの振動回数)だけが大きくなります。

記事の内容に誤りがありますか?

⚠️ 修正を提案する
ルラスタマップ (3層表示) フルサイズで表示 (5層) ↗
マップを生成中…

最近見た用語
履歴をチェックしています…