三つの状態で振動が隣へ伝わる粒子モデルを比べよう

このレッスンの役割

比較実験から、気体・液体・固体のどれも音を伝えられると分かりました。このレッスンでは、三つの状態に共通する「粒子が隣の粒子を振動させる」という仕組みをモデルで説明します。並び方の違いと、音を伝える原理の共通点を分けて理解します。

知る・理解する

すべての物質は小さな粒子からできています。気体では粒子の間隔が大きく、液体では近いまま位置を変え、固体では決まった位置の周りで振動します。ただし、音が伝わるときは三つとも、音源に近い粒子の振動が隣へ、さらにその隣へと渡されます。

粒子モデルは、粒子を実際の大きさや数で描いた写真ではありません。物質の状態と振動の伝わり方を考えるための模式図です。矢印は物質全体が右へ移動することではなく、振動の変化が伝わる向きを表します。

具体例で使う

糸電話では、話す側の底が振動し、固体である糸の粒子を元の位置の周りで振動させます。その振動が隣へ次々に伝わり、相手側の底を振動させます。相手側の底は周囲の空気を振動させ、最後に鼓膜へ届きます。

この例では、固体だけ、空気だけではなく、底→糸→底→空気という複数の物質の境界を通ります。境界を越えても、受け取った物体が振動し、次の物質へ渡すという因果は同じです。

誤答を直して次の学びへつなげる

「固体の粒子は動かないから音を伝えない」は誤りです。固体は形を保ちますが、粒子は決まった位置の周りで振動できます。「液体には粒子がない」も誤りで、液体も粒子からできています。

物質の粒子があるから、振動を隣へ渡せます。では、粒子をほとんど取り除いたらどうなるでしょう。次は真空に近づける実験の表を読みます。

自分で確かめよう

クイズと理解チェックは、アプリで挑戦できます。