seegongsik
中学1年生 (12-13歳)

中1 波と音 わかりやすく

Waves & Sound

静かな湖に石を投げると波紋が外へ広がりますが、水にういた木の葉はその場で上下するだけで、波といっしょに流されてはいきません。 このように物質はその場でゆれ、ゆれだけがとなりへ伝わっていくものを波といい、波を伝える物質を媒質といいます。 音も空気を媒質とする波なので、空気がどれだけひんぱんにふるえるか（振動数）が音の高さを、どれだけ大きくふるえるか（振幅）が音の大きさを決めます。 一つ目の図は1 m/sで進むひもの波をある瞬間にとらえたものなので、振動数を上げるとその分波長が短くなり、振動数と波長の積がいつも1 m/sに保たれることを確かめられます。

波のようす

8 cm
3 Hz
💡 波を表すことば
①波：ある所で起こった振動が媒質を伝わって広がる現象で、媒質はその場で振動するだけで、いっしょに移動はしない。
②振幅（A）：振動の中心から山（または谷）までの高さで、大きいほどエネルギーが大きい。
③波長（λ）：山から次の山まで（または谷から谷まで）の長さ。
④振動数（f）：1秒間に振動する回数で、単位はHz（ヘルツ）。
⑤図で振動数が2 Hzなら波長は50 cm、4 Hzなら25 cmである。

横波と縦波

🔍 波の種類
①横波：媒質の振動の向きが波の進む向きと垂直。ひもの波、地震のS波、光がその例。
②縦波：媒質の振動の向きが波の進む向きと平行。音、地震のP波がその例。
③縦波では、媒質がこみ合った所（密）とまばらな所（疎）が交互にあらわれて進んでいく。
④音は空気の粒子が前後に振動して伝わるので、空気のない真空中では伝わらない。

音の三要素

高い音と低い音
波の速さ
v = fλ (速さ = 振動数 × 波長)
速さは媒質で決まる。同じ媒質で振動数を上げると、その分波長が短くなり、積はそのまま保たれる。
🎵 音の三要素
①音の高さは振動数が決める。振動数が多いほど高い音である。人はおよそ20 ~ 20000 Hzの音を聞くことができる。
②音の大きさは振幅が決める。振幅が大きいほど大きい音である。
③音色は波形が決める。音さはなめらかな波形、ギターはいくつもの振動が重なった複雑な波形を出すので、同じ高さでもちがって聞こえる。

試験ポイント整理

まとめ
v = fλ ・ 高さ = 振動数 ・ 大きさ = 振幅 ・ 音色 = 波形
波の速さの式と音の三要素をいっしょに覚える。
🎯 試験ポイント
①横波は振動の向きと進む向きが垂直（ひもの波、光）、縦波は平行（音）。
②v = fλ：波の速さ = 振動数 × 波長。
③高い音 = 振動数が多い音、大きい音 = 振幅が大きい音。
④空気中の音の速さは約340 m/sで、気温が高いほど少し速くなる。
⑤音は媒質がないと伝わらないので、真空中では聞こえない。

例題と単元テスト

例題 1
振動数50 Hz、波長4 mの波の速さはいくらか。(v = fλ)
1
波の速さはv = fλ、つまり振動数と波長の積で求める。
2
v = 50 Hz × 4 m = 200 m/s である。
▸ 200 m/s
1秒間に50回振動し、1回振動するごとに4 mずつ進むので、1秒間に200 m進む。
例題 2
音の高さと大きさは、それぞれ何によって決まるか。
1
音の高さは振動数が決める。振動数が多いほど高い音である。
2
音の大きさは振幅が決める。振幅が大きいほど大きい音である。音色は波形が決める。
▸ 高さ = 振動数 ／ 大きさ = 振幅
下の図で、高い音は波形がつまっていて、大きい音は波形の高さが大きい。
単元テスト類題
波と音についての説明として正しいものは？
①波の速さはv = f ÷ λで求める
②音の高さは振動数によって決まる
③音の大きさは振動数によって決まる
④音は横波である
⑤振動数の単位はmである
▸ ② 音の高さは振動数によって決まる
1
音の高さは振動数が多いほど高くなるので、振動数が決める。したがって②が正しい。
2
波の速さはv = fλで（①）、音の大きさは振幅が決め（③）、音は縦波であり（④）、振動数の単位はHzである（⑤）。
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最終更新

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