400円で定常波が見える！スピーカーとiPadで作る超簡単・弦の振動実験
サイエンストレーナーの桑子研です。毎日が実験。
ギターの弦はなぜ「あの形」に振動するの？
ギターをかき鳴らしたとき、弦はどんな動きをしているのでしょうか。実は、弦は単純に左右に揺れているわけではありません。特定の周波数のとき、まるで「波が止まって見える」不思議な現象が起こります。これを定常波・定在波と呼びます。音楽と物理が交差するこの現象、今回はなんと400円ほどのスピーカーとiPadを使って、目で見えるかたちに再現してしまいます！
動画で定常波がよく見えると思います。今日はこの装置の作り方をご紹介します。材料費は数百円、工作も簡単なので、ぜひ試してみてください。
定常波って何？
作り方の前に、少しだけ科学のお話を。弦に波を送ると、両端で反射した波と元の波が重なり合います。このとき、特定の条件が整うと波が「止まって見える」状態になります。これが定常波です。腹（ふくらんで大きく揺れる部分）と節（まったく動かない部分）が規則正しく並ぶその姿は、まるで波が凍りついたようで、とても美しいです。ギターやバイオリンなどの弦楽器が豊かな音を出せるのも、この定常波の性質を利用しているからなのです。
用意するもの
スピーカー、iPad、USB電源、ハサミ、カッター、タコ糸（直径1.4mm（φ1.4）のものが良い）こちらが今回買ってみたスピーカーです。
iBUFFALO スピーカー USB接続 コンセント不要 1W ホワイト
ダイソーで売っている300円スピーカーでも大丈夫です。作り方はほとんど同じです。
作り方
ステップ１：カバーをはずす
まずスピーカーの表面にあるカバーを取り外します。力を込めて引っ張ると簡単に外れます。
ステップ２：コーンの膜を取り除く
次に、スピーカーのコーン（音を出す振動板）についた膜を切り取ります。カッターで切れ込みを入れてから、手で剥いていくような感じで取り除けます。LとRの両方とも同じように取り除きましょう。ここがポイントです。通常のスピーカーはコーンが空気を震わせて音を出しますが、コーンを取り除くことで、振動のエネルギーが空気ではなくタコ糸に直接伝わるようになります。
カッターで切り込みを入れて
手でむしり取っていきましょう。
このような感じです。導線は切らないでくださいね。
ステップ３：タコ糸をかけて完成！
振動する部分にタコ糸をかければ完成です。
タコ糸は100円ショップで購入できます。直径1.4mmのものが最適です。
こんな感じです。
使い方：iPadで周波数を自由にコントロール
あとはiPadを使って、スピーカーに音を送るだけです。コーンがないので音はほとんどしませんが、タコ糸が見事に振動します。
周波数を少しずつ変えていくと、あるとき突然タコ糸が定常波のかたちになります。このときの「おっ！」という瞬間が、実験の醍醐味です。USB電源はスピーカーの電源として使います。これも100円ショップで入手できます。
全体図はこのような感じです。
こちらが実際に定常波をつくったときの様子です。
音の周波数はAFGというアプリから自由に調整することができます。AFGについてはこちらをご覧ください。
理科実験の頼れる相棒！簡単操作で周波数を自由自在に設定できる無料アプリ『Audio Function Generator』（AfG）
ナリカさんの低周波発振アプリ CR-WEBもとっても便利です。
アナログとデジタルの間にある「感動」
ICTの活用というと、デジタル機器だけで完結するイメージがあるかもしれません。でも今回のように、デジタルで周波数を精密にコントロールしながら、アナログの糸が目の前で美しく振動する——その組み合わせにこそ、生徒の心に刺さる感動があると思っています。
定常波は教科書の図で学べますが、実際に目の前でゆらゆらと波打つ糸を見たとき、「あ、これが波なんだ」と体感できる瞬間は格別です。ぜひ試してみてください。
お問い合わせ・ご依頼について
科学の不思議やおもしろさをもっと身近に！自宅でできる楽しい科学実験や、そのコツをわかりやすくまとめています。いろいろ検索してみてください！
・科学のネタ帳の内容が本になりました。詳しくはこちら
・運営者の桑子研についてはこちら
・各種ご依頼（執筆・講演・実験教室・TV監修・出演など）はこちら
・記事の更新情報はXで配信中！
科学のネタチャンネルでは実験動画を配信中！
６月のイチオシ実験！
レモンやオレンジで風船を割ろう！インパクトが抜群のリモネン風船の実験
テレビ番組監修・イベント等のお知らせ
- ６月３日（水）20:30〜 「
バカリズムのちょっとバカりハカってみた！」（テレビ東京）を科学監修・出演します。テーマは「 そばの出前は何人前まで運べるのか、限界を測ってみた」です。 - ６月４日(木) 7:00〜 「THE突破ファイル」（日本テレビ）について科学監修しました。
- 6月14日（日） 千葉大学インスタレーション「探究」にて講師を務めます
- 6月26日（金） 公開研究会「脱作業化！デジタル化と段階的指導で実現する オームの法則の探究」
- ６月28日（日） ダビンチマスターズ＠昭和女子
- 7月18日（土） 教員向け実験講習会「ナリカカサイエンスアカデミー」の講師をします。お会いしましょう。
書籍のお知らせ
- 『大人のための高校物理復習帳』（講談社）…一般向けに日常の物理について公式を元に紐解きました。特設サイトでは実験を多数紹介しています。※増刷がかかり６刷となりました（2026/02/01）
- 『きめる!共通テスト 物理基礎 改訂版』（学研）… 高校物理の参考書です。イラストを多くしてイメージが持てるように描きました。授業についていけない、物理が苦手、そんな生徒におすすめです。特設サイトはこちら。
各種SNS（更新情報をお届け！）
X(Twitter)／instagram／Facebook（日本語）
Explore
- 楽しい実験…お子さんと一緒に夢中になれるイチオシの科学実験を多数紹介しています。また、高校物理の理解を深めるための動画教材も用意しました。
- 理科の教材… 理科教師をバックアップ！授業の質を高め、準備を効率化するための選りすぐりの教材を紹介しています。
- Youtube…科学実験等の動画を配信しています。
- 科学ラジオ …科学トピックをほぼ毎日配信中！AI技術を駆使して作成した「耳で楽しむ科学」をお届けします。
- 講演 …全国各地で実験講習会・サイエンスショー等を行っています。
- About …「科学のネタ帳」のコンセプトや、運営者である桑子研のプロフィール・想いをまとめています。
- お問い合わせ …実験教室のご依頼、執筆・講演の相談、科学監修等はこちらのフォームからお寄せください。
