ウクレレ上達の法則:楽器の物理学を知る 共鳴 小さなエネルギーから大きな音を取り出す。


以前に、楽器の種類を大別しました。
減衰振動と自励振動ということでしたね!
 

ウクレレやギター、ピアノなどの
多くの弦楽器は最初に弦に与えたエネルギーが
減衰していくので減衰振動。
 

多くの管楽器や人の声などは風のカタチでエネルギー
を与え続ける自励振動。
 

これらのエネルギーが音に変わる仕組みですが。
 

ウクレレなど減衰振動の場合は、指や弓などエネルギーで
弦を引っ張り戻るときの弦の振動が共鳴板に共鳴する。
 

弦楽器では共鳴板は主に、トップにある板です。
ピアノでは弦の下などに板があるようです。
 

また、音色という点ではバック板や側板、ネックの鳴りなども
組み合わせとして重要な役割を果たしていますね。
まさに、楽器全体で鳴っているわけですね。
 

では管楽器の音の出る仕組みを見てみましょう。
 

なんと、空気の流れの不安定性のおかげでこの音が出ているのです。

小学校のときの甘い思いで、リコーダーを思い出してみましょう。
吹き込んだ息は指穴とは別の切り込みみたいな部分(エッジ)
でジェット気流になるんです!
 

このジェット気流がヘビのようにのたくって、(不安定性)
エッジから外に出たり、管のうちに入ったり反復運動します。
 

管の中で、ジェット気流と既存の動かない空気の間に摩擦ができます。
空気と空気の間に摩擦が出来るんですね!
ここから音が生まれるようです。(ざっくり言うと)
 

この音の波長が管の長さとうまく合うところで、管の先端から
音が戻ってきます。
そして自励の名のごとく吹き続けている部分で発生する音と
共鳴するんです。
 

ここで波動が生まれるということなのです。
なるほどフルートや笛など遠くにいても良く聞こえるのは
こういう理由のようです。
 

ぶらんこを想像してみると分かりやすいですね。
管の先までいって戻ってくるぶらんこ。
後ろからさらに押してあげると強く大きく揺れ続けます。
 

ここまでが音の出るしくみです。