こりゃおもしろい!バイオリンの弦の振動の様子(写真あり)

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バイオリンで見る定常波

みなさんは楽器の定常波を見たことはありますか?
ぼくはというと、自作した弦楽器のおもちゃなどでは見たことがあったのですが、
本物の楽器での定常波というのをじっくりと観察したことはありませんでした。

身近に見てみたいということで、本校の先生にバイオリンを引いていただきました。
これが感動的!定常波の様子が目視で確認することができました。

まずこちらが基本振動の様子です。

引く前の様子です。一番上の弦をひいてもらいました。ご注目ください。

引く前の様子

定常波の起こっている様子です。左側と右側が固定端となっていて(節)、中央が大きく振動をしていること(腹)がわかります。動画でとりました。

実際の振動パターンには、基本振動以外の振動も含んでいるはずですが、顕著に基本振動が見えておもしろいですね。

また引き方の技として、中央を軽く押さえると、2倍振動を起こすことができるそうで、引いていただきました。上から2番めの弦を御覧ください。

手でかくれてわかりにくいのですが、赤で印をつけたところが節、その間に2つの腹(矢印をつけたあたり)があるのがわかりますでしょうか。

動画で見てみましょう。

2倍振動が見えますよね!

バイオリンの弦の振動を目でみて定常波ということがわかるということに感動をしました。また実際にバイオリンを顎につけて、ひかせていただいたのですが、骨伝導によるのかと思いますが、聞くよりも非常に大きな音が出ることに驚きました。

バイオリンの材質、弦の様子なども詳しく説明をしていただき、楽器とは奥が深いものだということを体感することができました。

授業でも楽器を皆で引いてみてから、理論を説明すると納得感がまた違いますよね。いい体験をさせていただきました。

今後は、大太鼓の膜のような、2次元の定常波も観察してみたいなと思っています。自分自身は音楽には非常に疎くて、音楽の物理に最近興味をもっています。みなさんはどんな教材を使っていますか?

おもしろい教材があったらぜひ教えてください(^^)

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プロフィール

桑子 研
桑子 研理科教師。全国で教員向けの物理実験講座、ICT活用講座、子供向けの科学実験講座、時短セミナーなどを行っている。著書は『大人のための高校物理復習帳』(講談社)など10冊。

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