共鳴

共鳴のシミュレーションです。スピーカーから音が出るのですが、その周波数によっておもりの振動が変わるのです。

共鳴

スピーカーが一秒間に振動する回数（周波数）：回

操作方法

スピーカーが一秒間に振動する回数（周波数）：つまみを移動すると、スピーカーから出る音の周波数を変えられます。数が多いほど、振動が速くなります。

解説

これは共鳴という現象のシミュレーションです。共鳴とは、物体に与えられる振動がその物体とあっていると、エネルギーがどんどんそれに蓄えられていく現象です。みなさんもブランコをこぐ時、これをやったことがあるでしょう。あるいは、タオルの上をつまんで手を左右に動かすだけでも、共鳴は確認できます。手を揺らすスピードがタオルにあっていないと、タオルは大きく揺れてくれません。

このシミュレーションではバネの付いたおもりにスピーカーから音を当てます。音とは空気分子の振動の波なので、空気分子でおもりに周期的な衝撃を与えているようなものです。これはある意味ブランコの変形バージョンといえます。

スピーカーの周波数のツマミを変えてみて下さい。周波数をある値にしたとき、おもりは大きく振動し始めます。これは、音の周波数が、バネおもり装置の固有周波数とあっているからです。ブランコをこぐ時、足でけるタイミングがブランコに合っていると蹴ったエネルギーがブランコに蓄えられるのと同じように、空気分子でおもりに衝撃を加えるタイミングがおもりバネ装置に合っていると、音のエネルギーは装置に蓄えられるのです。

たとえるなら、共鳴とは外からの力の予測があっている度合いを表すといえるかもしれません。すべての物体はその固有振動数の波を受け取ることを「予測」していて、その予測が当たった時、喜ぶ犬のしっぽのように、はげしく振動するのです。

ラジオの周波数合わせ

これはラジオの周波数合わせと同じ原理です。ラジオは不思議な事に、空気中から音を拾ってきます。しかし、混ざった電波をどうやって区別しているのでしょう？普通の人は色んな音楽が混ざったらそれぞれを聞き分けるのは難しくなるのに、ラジオはラジオ局の数だけ混ざった電波から、目当ての放送を聞きとることが出来ます。どうやって、自分の聞きたいラジオ局の電波だけ分離するのでしょう？

ラジオは、共鳴を利用しています。ラジオは、聞きたいラジオ局の周波数の電波と共鳴し、その共鳴の強度を音に変えているのです。聞きたくないラジオ局の電波は、ほとんどラジオの部品に反応しなくなり、無視されるのです。