まとめ
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 |
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)は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。
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。
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。
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