波形比較の倍率・音色・一部一致の誤解を直そう

このレッスンの役割

四分類ができても、画面倍率を無視したり、振幅または振動数の一方だけで「同じ音」と決めたりすると誤答になります。今回は比較の条件を点検し、さらに振幅と基本的な振動数が同じでも、波形の細かな形が違えば音色が違う場合を区別します。

比較前の点検表を使います。

中学理科の基本問題では、滑らかで同じ形の波を比べ、振幅と振動数から大きさ・高さを判断します。ただし現実の楽器音では、同じ大きさ・高さでも音色が違うことがあります。「大きさと高さが同じ」と「完全に同じ音」を言い分けます。

画面Pは縦1目盛り0.5で4目盛り、画面Qは縦1目盛り1.0で2目盛りです。実際の振幅はどちらも2.0です。見た目の山はPの方が高くても、大きさは同じです。

また、PとQがどちらも400 Hzでも、Pの振幅2、Qの振幅4なら高さだけが同じで、大きさは異なります。一つの一致だけで「同じ音」としません。

誤答「振幅と振動数が同じなら、どんな楽器でも完全に同じ音」は、音色を考えていません。この単元で確実に言えるのは、大きさと高さが同じということです。

次は複数の初見波形から「大きく低い音」「小さく高い音」など、指定された条件に合うものを選びます。

確認1：二画面の見た目を比べる前に確認することは？

縦横1目盛りの値、表示時間、測定条件です。

確認2：振幅だけが同じなら「同じ音」と言えますか。

言えません。大きさは同じですが、振動数や波形の形が違う可能性があります。

確認3：振幅と振動数が同じ二つの楽器音について、確実に言えることは？

基本的には大きさと高さが同じといえますが、波形の細かな形による音色は違う場合があります。

クイズと理解チェックは、アプリで挑戦できます。