先進科学塾１日コース
　　音速の測定に挑戦！

講　師：林 煕崇 氏

講師からのメッセージ

　 音は１秒間に340m進む速さで伝わるといいます。ほんとうでしょうか？　どんな気体や固体中でも音は毎秒340mの速さで伝わるのでしょうか？
　いろいろな物質中を伝わる音速を測定して音の伝わり方と物質の関係を探ってみましょう。


講座実施日：2005年6月12日(日) 10時〜16時

内　　容

●音の特徴　〜音を目で見てみよう〜

 
●公園で音速を測定しよう

　約150m離れた位置で拍子木を打って、目で見た拍子木の打たれる瞬間と、
音が届いた瞬間の時間差をストップウオッチで測定することで音速を測定する。

●デジタルタイマーを用いた音速の測定

　デジタルタイマーを用いて音速を測定します。音源から距離の異なる２つの
マイクで音をひろうことにより、その時間差から音速測定します。

●糸電話、バネ電話であそぼう。

・糸電話や、音が反響するバネ電話を使って、音が伝わる原理を確認しよう。

●室内で音速を測定しよう

・オッシロスコープの使い方をマスターしよう。
・自分の声の波形を見てみよう。
・オッシロスコープを使って室内で空気中の音速を測定しよう。
・空気より軽いヘリウムガス中の音速を測定しよう。
・空気より重い二酸化炭素ガス中の音速を測定しよう。
・固体中を伝わる音速を測定しよう。（縦波と横波の違いも測定しよう）
・圧力の異なる空気中での音速を測定しよう。

音を目で見よう

　長さ約2mのパイプの中には小さなプラスチックビーズが入れてあります。パイプの片側は閉じていて、もう片側にはスピーカーがとりつけてあります。

音を目で見よう

　スピーカーからはブーンという無味乾燥な音が出ています。発信器で作られる正弦波の音です。音がある高さになると、つまりパイプの長さに合う共鳴した音になると、プラスチックビーズが写真のように波立ちます。

　これが、目で見える音の正体です。

公園で音速を測定しよう。

目と耳を使って、ストップウォッチで測定する音速です。誤差は大きいのは当然ですが、音に速度があることが体感できます。

自分の声を見てみよう。

室内で音速を測定するためにオッシロスコープを使います。

　まず始めにオッシロスコープの使い方をマスターしましょう。練習として自分の声の波形を見てみましょう。音が波であることが理解できます。

室内で音速を測定

　右の長いパイプの中には、両端にマイクが入れてあります。また、片側のマイクの近くにスピーカーも入れてあります。

　パイプの中の気体をヘリウムやCO2にすることで様々な気体の速度を測定したり、パイプ中の空気を減圧することで、音速が圧力で変化するかどうかを測定します。

室内で音速を測定

　上の写真の簡易版です。

　ビニル袋の中の気体を入れ替えることで、様々な気体の速度を測定します。