まとめ
解説
物体には、その形や材料によって決まる「ゆれやすいリズム」があり、これを固有振動数と呼びます。外部から伝わってきた振動の周期が、その物体の固有振動数と一致すると、エネルギーが非常に効率よく受け渡され、振動の幅（振幅）が急激に大きくなります。これが共鳴の仕組みです。
代表的な例として、同じ固有振動数を持つ2つのおんさを使った実験があります。一方のおんさを叩いて音を鳴らすと、直接触れていないもう一方のおんさも空気の振動を通じて同じリズムでゆれ始め、音を出し始めます。このように、音波によって引き起こされる共振現象を特に共鳴と呼びます。
| 用語 | 対象となる媒体 | 現象の特徴 |
|---|---|---|
| 共鳴 | 空気などの気体（気柱） | 特定の音に対して大きく響く現象 |
| 共振 | 固体や電気回路など | 特定の振動に対して振幅が大きくなる現象 |
共鳴は楽器の音を大きくするために欠かせない技術です。ギターやバイオリンの胴体は「共鳴箱」としての役割を果たし、弦の小さな振動を内部の空気と共鳴させて豊かな音色を作り出しています。一方で、建築の世界では地震や風の振動が建物の固有振動数と一致すると、建物が激しく揺れて壊れる危険があるため、あえてリズムをずらす制震技術が使われています。
また、音の反射を利用した計算問題では、移動する物体が音を出すケースに注意が必要です。例えば、秒速10mで岸壁に近づく船が630mの地点から2秒間汽笛を鳴らした場合、船が音を追いかける形になるため、反射音を聞き始めるまでの時間は3.6秒となり、反射音が聞こえる時間は1.9秒と、元の2秒間よりも短くなります。これは音源の移動によって音の波が圧縮されるような効果が生じるためです。
ギターなどの楽器（がっき）をイメージしてみましょう。ギターの弦（げん）をはじくと、ギターの「箱（はこ）」の中にある空気がいっしょにふるえて、大きな音になります。このように、一つのふるえが別のものに伝わって、より大きな音やふるえになる現象を「共鳴（きょうめい）」といいます。同じ高さの音が出る道具を二つならべて、片方をたたくともう片方も鳴りだす不思議な現象も、この共鳴によるものです。
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