共鳴とは? 共振とは?

共振

人が乗っているブランコをふらせるとき、ブランコが前に揺れるたびに押してやると、
ブランコは、しだいに大きく揺れるようになります。

つまり、ブランコの振動数と、ブランコを押す回数が同じになったときに
ブランコは大きく揺れるようになります。

また、谷川にかかっているつり橋をわたるとき
つり橋のゆれに歩調をあわせるとつり橋のゆれが大きくなって、危険になります。
これも、ブランコを押して、ゆれを大きくしたのと同じことです。

このように、ブランコやつり橋のゆれが大きくなるとき
ブランコやつり橋が、動かす力と共振したと言います。




実験

糸に重りをつるした、2つのふりこを用意します。
そのふりこを水平にはった糸に、少しはなしてかけます。

ふりこの糸の長さをいろいろかえて、いっぽうのふりこを振動させると
もういっぽうのふりこがどうなるかを調べてみましょう。

ふりこの糸の長さが同じときは、いっぽうのふりこを振動させると
やがて、もういっぽうのふりこが振動をはじめ、しだいにふれが大きくなります。
しかし、ふりこの糸の長さが違うときには、いっぽうのふりこだけが振動を続けます。

このような2つのふりこの動きは、つぎのようにして起こります。

ふりこの振動数は、ふりこの糸の長さできまるので
糸の長さが同じときは、2つのふりこの振動数は同じです。

そこで、振動しているいっぽうのふりこは、水平にはった糸を通して
もういっぽうのふりこを、同じ振動数の力でゆらせるので、共振が起こります。

また、糸の長さが違えば、振動数も違うので、共振は起こりません。

共鳴

共振は共鳴とも言いますが、音のときには、とくに共鳴と言います。

たとえば浴室のようなせまい部屋で歌を歌うと、たいへんよい声に聞こえます。

このとき、よく注意して聞くと声がある高さになると
急に大きな声になって聞こえることがあります。
このとき、共鳴が起こっていると言います。



実験1

図のように、ビーカー・メスシリンダー・ゴム管・音叉を用意します。

ゴム管をサイホンにして、ビーカーの水をメスシリンダーに少しずつ入れながら
音叉をならし、メスシリンダーに近づけます。

メスシリンダーの中の水が、ある深さになったとき、音が大きくなることがわかります。
これは、メスシリンダーの中の空気が、音叉からでる音に共鳴したために起こります。

メスシリンダーの中の気柱は、1つの振動体になっていて
長さにより決まった振動数をもっています。

そのため、水を入れると、気柱の長さがかわるので、その振動数もかわります。

また、音叉からは、決まった振動数の音がでているので
メスシリンダーの中の気柱の振動数が、音叉の振動数と等しくなったとき
共鳴が起こります。

実験2

振動数の等しい、2つの音叉を用意します。

共鳴箱の口を向い合せておき、いっぽうの音叉を鳴らして
少し経ってからその音叉を手で抑えてみると
もういっぽうの音叉が鳴っているのがわかります。

これは、もういっぽうの音叉が、共鳴して鳴りだしたために起こります。







サブコンテンツ