音波を遮断するのはなぜ難しいのでしょうか?

サウンドをブロックすると、ポッドキャストを録音する場合でも、ランニング中に音楽を聴く場合でも、可能な限りクリアなオーディオを得ることができます。ただし、音波を完全に遮断することは困難です。ほとんどの方法では音波を低減することしかできません。 

音波は、そのサイズとその移動方法により、完全に遮断することが困難です。特定の物体で反射したり、他の物体を通過したり周囲を通過したりすることがあります。しかし、音波はそれほど遠くには伝わりません。 

音波を遮断しにくい

音波を遮断するのが難しいことで知られる理由を探ってみましょう。また、音波を大幅に低減するためのいくつかの方法についても説明します。

こちらもお読みください: 部屋に音が出入りするのを防ぐ方法

音波を遮断するのはなぜ難しいのでしょうか?

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音波は一定の速度で伝わり、互いに追いついたり打ち消し合ったりしないため、音波を遮断することは困難です。音は、媒体の分子が特定の速度で一方向に伝播または移動するものであることを考慮すると、音波も吸収および反射する可能性があります。

音は空気中を伝わります

たとえわずかな漏れであっても、 防音材 音を伝えます。音波の伝播を完全に阻止する唯一の方法は、媒体を除去すること、つまり真空中に置くことです。しかし、大気圧で真空を作り出し維持することは難しく、費用がかかります。

窓の断熱材が摩耗した部屋でこの影響に気づいた方もいるかもしれません。少量の空気が窓を通過するため、音も一緒に伝わります。 

伝播: 音が媒体中をどのように移動するか

音は媒体なしでは伝わりません(媒体がなければ環境は真空になります)。

なぜなら、音は物体ではないからです。むしろ、それは力であるか、 エネルギーの伝達 媒体内の分子の振動を通じて。伝播とは、振動する分子が音を伝達し、波を作り出す方法を指す用語です。 

音波の動きを説明する優れた方法は、水などの液体を通して見ることです。 YouTuber brusspup が行った、音波を使用して水流の形状を変えるこの興味深い実験を見てみましょう。 

スティーブン・スピルバーグ監督の象徴的なシーンを思い出せば、音が動くのを見たことがあるでしょう。 ジュラシック・パーク (下のビデオを参照)ティラノサウルスが近づくと水が波打つとき。 

さらに話を単純化してみましょう。私が述べたシーンの音波は、媒体である水の中を伝わります。

ガラスの端にある水分子が波のエネルギーで振動し、隣接する分子の振動につながります。分子はドミノ効果でガラスから中心に向かって内側に押し込まれます。

音波には指向性がある

音のユニークな特徴の 1 つは、音が方向に従って伝わることです。上の例では、波はガラスから水へと内側に伝わりました。

波が分子の列を通過すると、次の分子に進みます。逆方向に振動する新しい波が通過すると、分子もそれに応じて振動します。

反対の波を使用して音波をブロックしようとすることは、連鎖の一部を反対方向に落下させることによってドミノ倒しの連鎖反応を止めようとすることに似ています。 

音波がどのように吸収されるか

音波を吸収できる媒体は、材質とその形状に応じて異なります。吸収とは、音波を反射によって遮断し、そのエネルギーを振動と熱に変換することです。

家具のない部屋に入ったことがある人は、自分の声が少し大きくなったことに気づいたかもしれません。あなたもエコーのヒントを聞いたことがあるかもしれません。これは、家具に使用されている柔らかく吸収性の素材(木材、綿など)が一部の音波を吸収し、声が少し減衰する可能性があるためです。

一方、次のような硬い表面では、 壁やコンクリートは反射する可能性があります 音を鳴らしてわずかなエコーを作ります。

音波をブロックする方法

媒体によっては音波を遮断する場合があります。このようなアイテムを部屋に組み込むことは、一般に防音として知られています。 

防音に使用できる材料は、次の基準を満たす必要があります。

  • 送信が困難になるほど高密度です。
  • 波を反射するのであまり密ではありません。
  • エネルギーの流れに強い。
  • 音波よりも小さい細胞で構成されており、閉じた配置になっています。

商業または産業レベルでの防音にいくつかの断熱材を使用できます。現代の住宅は壁に断熱フォームを使用して建てられています。

これは、フォームが音や熱の伝達を吸収し、遅らせるのに最適であるためです。他にも 防音材 乾式壁、吸音フォーム、質量負荷ビニールが含まれます。 

音の伝達を防ぐ(遮断する)ために、大量に充填されたビニールパッドが使用されています。基本的にはバリアとして機能します。この材料は音波を低減し、その伝達を防ぐのに非常に効果的です。実際、 1960年代のMLVの導入 現代の住宅の建て方を変えました。

音の遮断と吸音

私がサウンドという用語を使用していることに気づいたかもしれません ブロッキング、 吸収ではありません。サウンドのブロックはより複雑なプロセスであり、常に実現できるとは限りません。吸音は遮音の5つの要素の1つであり、防音とも呼ばれます。

たとえば、レコーディング スタジオでは、音を吸収し、よりクリアなオーディオ録音を可能にするために多孔質素材を使用する場合があります。一方、映画館では、異なる映画の騒音が重ならないように、劇場内からの音を遮断する必要があります。 

最も一般的な (そして簡単に利用できる) 吸音方法は、吸音フォームを使用することです。これらは卵箱に似た厚いポリウレタンフォームパネルです。

パネルは音波の振幅を小さくすることで音の伝達を減らすことができます。スタジオにアクセスできないビデオブロガーやポッドキャスターは、通常、オーディオ品質を向上させるためにこれらのパネルを使用します。

詳細を確認してください 防音性と吸音性の比較.

ノイズキャンセリング

おそらく聞いたことがあるでしょう ノイズキャンセリングヘッドフォン、パディングをほとんどまたはまったく使用せず、バックグラウンドノイズをブロックしながらクリアなオーディオを送信します。音を加えますが、これが音波が互いに打ち消し合っていることを意味すると考えないでください。中和されるのは音の知覚であり、音波そのものではありません。  

最終的な考え

音波は媒体を伝わる力または動きであり、遮断するのが困難です。しかし、音を遮断したり音波を低減したりするためのさまざまな方法が開発されてきました。 

ノイズキャンセリングは吸音よりも効果的であることが証明されています。ほとんどの防音用途では、この 2 つの組み合わせが最適です。

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