音がどのように耳に届くのか考えたことはありますか？なぜ、遠くに花火を見ると、花火が消えてからしか音が聞こえないことがあるのでしょうか。この記事では、音波について説明します。
音は、物体の振動から生じる縦波の一種です。縦波は、伝播方向が振動方向と平行な波です。下の図を見てください。
誰かがドラムを叩くと、ドラムの表面が振動して引き締まり、気柱が伸びます。振動する空気分子はさまざまな方向に伝播します。ドッキングされている空気分子は高圧を生成し、引き伸ばされている分子は低圧を生成します。高圧と低圧の波は交互に空中を移動します。これらの波は人間の耳で拾われ、音が聞こえます。
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音波は、伝播する媒体を必要とする力学的波に含まれています。この波の伝播の媒体は、固体、液体、または気体のいずれかです。したがって、音波は宇宙などの真空中で伝播することはできません。
音波の伝播速度には制限があります。そのため、遠くに花火を見ると、花火が最初に光り、次に噴火の音が聞こえます。光の波は私たちがこれまでに知っている中で最も速い速度を持っており、音波はそれらを超えるどころか、一致することはできません。
音波の速度は伝播媒体に依存します。固体を伝わる音は、気体よりも速く伝わります。これらの波の伝播速度も、媒体の温度の上昇とともに増加します。
媒体に基づいて音速を計算するには、次の式を使用できます。
音は固体内をすばやく伝播します
Y =ヤング率の固体
ρ=固体の密度
音は固体内をすばやく伝播します
B =液体の体積弾性率
ρ=液体の密度
ガス中の速い忍び寄る音
γ=ガス定数
R =一般的なガス定数（8.31 J / mol K）
T =ガスの絶対温度
M =ガスの相対分子量
