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防音知恵倉庫|防音基礎知識編

音とは何か!

「音」という単語を聞いて 何を連想しますか?

「音楽」「メロディ」「小鳥のさえずり」「風の音」「川のせせらぎ」「お湯を沸かす音」「子供の笑い声」「犬の鳴き声」

その人の生活スタイルにより連想する音は様々あると思います。

今の私に聞こえる音は パソコンのキーボードを打つ音です(笑)

 

専門家の話によると「音」とは物理的には「音波」であり生理的には「聴覚機構」に音の知覚「聴覚」を与えるものであるとのことです。「音」について物理的とか生理的とか 考えたことはありますか?これは聞こえてくる音に対して 心地よい あるいは不快であるこんな風に感じることの原因になるのでしょうか?

 

まずは物理的な音「音波」について考えましょう!

音波とは音源から発生します。聴覚との関係を考えると通常は空気中で発生する、つまりいつも暮らしの中で聞こえる「音」ですよね。

この「音波」はどのように発生して伝搬されるのでしょう。

子供がカスタネットを叩く🎶するとその音は近くにいる人たちに聞こえますよね?これは空気が水柱で10Mに相当する静圧で圧縮されているためその中で高速の「振動」などが生じるとそれに応じて音源周辺の空気中に断熱的な圧力変化が起こります。空気は流体であるためその圧力の変化をもとに戻そうとする力が働き、その回復力を「弾力」と言います。

音波のような弾性波が伝搬する仕組みは空気が密度をもちそれに加速度を生じるような力が音源から与えられ、それに対抗する力(回復力)が生じて空気のひずみで釣り合うことになります。

したがって音波は空気の弾性と慣性によって伝わるとも表現できます。

ちなみに弾性とは外力によって変形した物体がその外力を除かれた時に元の形に戻ろうとする力であり

慣性とは他からの力の作用を受けない限り現在の運動状態が変化しないという運動の法則のことです。

つまり私のパソコンのキーボードを打つ音も空気の弾性と慣性によって、私に聞こえてきているということですね。

 

生理的な音(聴覚で知覚される音)はどのように知覚されるのでしょうか?

まずは聴覚で知覚する「耳」について考えていきましょう。

音波が耳に到達すると外耳道で平面波に調整され鼓膜に伝わり、鼓膜は音波の圧力の変動に応じて振動し その振動が耳小骨で20倍の圧力振動に増幅され蝸牛の前庭窓を振動させ、それが蝸牛の内部のリンパ液に伝わりその粗密の波が蝸牛の中に張られた基礎膜に沿って伝わります。

この基礎膜は成人の場合には直径5㎜ 長さ30㎜と言われ

前庭窓に近い位置には高音城域聴細胞が、蝸牛の奥に向かって中音域・低音域の順に配置されています。この聴細胞はそれぞれに異なる周波数に共振することができるため、同時にそれぞれ共振して大脳の視床下部に伝わることができます。「音の大きさ」「音の高さ」「音色」の判断は聴覚の三要素と呼ばれていますが、大きさは振り幅に 高さは周波数に対応して判断すると言われています。そして音色は周波数成分や時間変動を含む高次の判断で、声で友人がわかるというのは音色の判断とされています。つまり音が溢れている現代では 私たちの耳から脳は 常にフル回転でいろいろなことを判断していると言えるでしょう。

 

音波の振幅につて「音圧」とか「音の強さ」が使われるのはなぜでしょうか?

 

音波は圧力の変動の波なので音波が伝播しているときは静圧に対して圧力の上昇と下降の変動が観測されます。

その圧力の観測は圧力形マイクロフォンをセンサに用い、その電気信号をブラウン管に映し出すことができます。

音圧という力が働けば仕事が行われ、仕事率は単位時間のエネルギーを意味する。

熱などの音以外のエネルギーへの変換を考える場合には便利である。

音波が伝搬している問い、伝搬補横行に垂直な単位面積を単位時間に通過する音のエネルギーを音の強さと言います。

例えば騒音測定の際に音圧や音の強さを直接に測定することは少ない。

それは騒音計で音圧レベルを測定すればその測定値から計算ができるからです