音の波長計算ツールとは?
このツールは、音波の波長(波の山と次の山との間の物理的な距離)を、周波数と媒質中の音速から計算します。音だけでなく、一定の速度で進むあらゆる波に使える、汎用的な物理計算ツールです。
使い方
まず音速をメートル毎秒(m/s)で入力します。乾燥した空気中(20 °C)ではおよそ343 m/s、水中ではおよそ1480 m/sです。次に、音の周波数をヘルツ(Hz)で入力してください。波長がメートルとセンチメートルで表示され、あわせて波の周期がミリ秒単位で求められます。
計算式の解説
関係式は\(\lambda = c / f\)です。λ(ラムダ)は波長、c は波の速度、f は周波数を表します。周波数が分母にあるため、高い音(高周波)ほど波長は短く、低音(ベース音)になると波長は非常に長くなります。周期 \(T = 1 / f\) は、1サイクルにかかる時間を示します。
計算例
音速343 m/sの空気中で、コンサートピッチのA4(440 Hz)を考えてみましょう。波長は $$343 \div 440 \approx 0.7795\ \text{m}$$ つまり約77.95 cmになります。周期は $$1 \div 440 \approx 0.00227\ \text{s}$$ で、1サイクルあたり約2.27 msです。
よくある質問
温度は影響しますか? はい。空気中の音速は1 °Cあたりおよそ0.6 m/s上昇します。お使いの環境に合わせて音速の値を更新してください。
光や電波にも使えますか? 使えます。波の速度(真空中の光なら約299,792,458 m/s)と周波数を入力するだけです。
結果の単位は何ですか? 波長はメートルとセンチメートル、周期はミリ秒で表示されます。