出典: フリー百科事典『ウィキペディア(Wikipedia)』
| この記事は検証可能な参考文献や出典が全く示されていないか、不十分です。出典を追加して記事の信頼性向上にご協力ください。(このテンプレートの使い方) 出典検索?: "うなり" – ニュース · 書籍 · スカラー · CiNii · J-STAGE · NDL · dlib.jp · ジャパンサーチ · TWL(2023年3月) |
うなり(唸り)とは、
物理学におけるうなり(英語: beat)とは、振動数(または周波数)がわずかに異なる2つの波が干渉して、振幅がゆっくり周期的に変わる合成波を生ずる現象を言う[1]。
たとえば、ピッチがわずかに異なる二つの音波が鳴っているとき、各々の基音の周波数の差に相当する周期で音の強弱が聞かれる。このとき二つの音はひとつの音であるように聞こえるが、ピッチがある程度まで離れると両者は別の二音として聞こえる。
数学的な説明[編集]
最も簡単な場合として、強さも位相も等しい二つのサイン波の合成を考える。角振動数ω[注 1]を中心に、前後に幅 2αだけ角振動数がずれた二つの音 sin (ω-α)t と sin (ω+α)t (t は時間)を合成すると、合成音は次のようになる(式の変形は三角関数を参照)。
この結果、合成音は角振動数ωの音の振幅が、角振動数 2αで変動するような波形となる[注 2]。
まず左側から438 Hzの正弦波を、次に右側から442 Hzの正弦波を発振している。その後に両者を同時に発振させ、うなりを発生させている。
例えば、周波数が440 Hzの音に対し、人間にはひとつひとつの音圧の変化をき分けることはできない。しかし、438 Hzと442 Hzのうなりの周波数は4 Hz(1秒間に4回)であるので容易にき分けることができる。
上図では赤が周波数110 Hzの波、緑が周波数104 Hzの波、青が重ね合わせた波であり6 Hzのうなりが見られる。
- ^ ここでは数式が見やすくなるように角振動数ωを使ったが、周波数f は角振動数と ω = 2πf の関係があるので、周波数で考えても同じである。
- ^ cos の因子が正でも負でも振幅としては同じ効果を示すことに注意。
- ^ 徳岡善助 編『物理学概論 下』学術図書出版社、1988年、31頁。ISBN 4-87361-022-2。
- Serway, R. A., Vuille, C. College Physics. Volume 1, Ninth Edition, Cengage Learning, 2011, p. 499.