音とは？音波の仕組みから高さ・大きさ・音色まで分かりやすく解説

音とは何か

音とは、空気や水などの媒質が振動することで生じる疎密波（縦波）のことです。物体が振動すると周囲の空気分子が圧縮と膨張を繰り返し、その変化が波となって広がります。この波を音波と呼び、私たちが「音」として感じる現象の正体です。音は真空中では伝わりません。媒質が必要なためです。

音の三要素

音を特徴づける要素は大きく三つあります。

• 音の高さ（ピッチ）：振動の速さ、すなわち周波数によって決まります。周波数の単位はHz（ヘルツ）で、値が大きいほど高い音になります。人間が聞き取れる範囲はおよそ20Hzから20,000Hz程度です。
• 音の大きさ（音量）：振動の幅（振幅）が大きいほど音は大きくなります。単位はdB（デシベル）で表します。
• 音色（おんしょく・ねいろ）：同じ高さ・大きさの音でもバイオリンとピアノでは響きが異なります。これは倍音の構成が違うためで、波形の形が音色を決めます。

音が伝わる速さ

音が空気中を伝わる速さは、気温15℃のとき約340m/秒です。気温が高くなるほど速くなります。水中では約1500m/秒と空気中の約4倍以上の速さになります。稲妻が見えてから雷鳴が聞こえるまでの時間差を利用すると、落雷までの距離をおよそ計算できます（音速340m/秒を目安に、3秒遅れなら約1km先）。

耳で聞くしくみ

音波は外耳道を通って鼓膜に達し、鼓膜を振動させます。その振動は耳小骨（ツチ骨・キヌタ骨・アブミ骨）によって増幅され、内耳の蝸牛（かぎゅう）へ伝わります。蝸牛内のリンパ液が揺れると有毛細胞が刺激を受け、電気信号に変換されます。この信号が聴覚神経を通じて脳へ届くことで、私たちは「音が聞こえた」と認識します。