音の3要素 その1

音の3要素と言われるものがあります。
音楽をやってるとよく聞く言葉ですが、コレが実際、物理学的にどのようなものなのか考えてみましょう。

音の3要素は、以下の3つで構成されています。
・音量
・音程
・音色

ここで、以下の画像をご覧下さい。

これは、A=442Hzの正弦波を0.5Vの出力で1/100秒間鳴らしたときの波形です。
これの縦軸、横軸、波の形がそれぞれ「音量」「音程」「音色」となるわけです。

物理的な用語を用いると、
・音量→振幅（Amplitude）
・音程→周波数（Frequency）
・音色→波形（Waveform）
と言い換えることができます。

では、上の正弦波の、音量・音程・音色それぞれを変えていったときの波形の変化を見てみることにしましょう。

まずは音量（振幅）を変えてみます。
上が変更前、下が変更後です。

波の縦の大きさが変わったのが分かると思います。
この「波の振れ幅」を振幅と呼び、音の大きさを表します。
つまり、大きな音、小さな音というのは、この「波の振れ幅」が違うわけです。

次に、音程（周波数）を変えてみましょう。
上が変更前、下が変更後です。

波の振れ幅（振幅）は変えてません。
変更前は、一つの画面上に波が4周期分と少し表示されていますが、変更後は、一つの画面上に2周期分と少し表示されています。

これはどういうことか？
周波数を442Hzから、半分の221Hzに変更したのです。

周波数を半分にすると、音程は1オクターブ低くなります。
逆に、周波数を2倍にすると、音程は1オクターブ高くなります。

じゃあ、3倍にすれば2オクターブ高くなるのか？
いえいえ、そうではありません。
2オクターブ上は「2 x 2」で、4倍の周波数ですね。

最後に、音色（波形）を変えてみましょう。

上から

正弦波（Sine Wave）

三角波（Triangle Wave）

ノコギリ波（Sawtooth Wave）

矩形波（Square Wave）


音色が全然違うことが分かると思います。

波が変わると音色が違う…？
このことについてはまた次回。

以上。