アコースティックギター　音の増幅の仕組み

アコースティックギターに張ってある弦は細い。だいたい直径コンマ数mmから1mm強の細い鉄線だ。
これを木の箱であるボディにくっつけると何故音が大きくなるのか、私は長い間わかっていなかった。
意外とわかりやすく解説してくれているインターネットサイトが見つからず、もやもやしたままなんとなく箱の中で音が増幅されて大きくなる(?)等と、かなり雑な理解で放置していた。それってきっと私だけじゃないよね。

そういうわけで頑張って考えてみた理屈を披露します。



か細い弦の揺れだけでは空気はそんなに振動しない。
それがブリッジを介して表板に伝わることで表板が振動して空気を揺らしている。鉄弦のいわば”線”の振動を表板が”面”の振動として効率よく音波に変換する。ざっくりそのように理解している。

表板から主に音波が発せられるのだとしたら、その後ろが箱型の構造になっているのは何故か。
薄い表板だけでは弦の張力に対して強度的に成り立たないというのも一つ理由としてはある。
それ以外に音響的な理由としては、スピーカーユニットに箱が付いているのと同じだと理解している。すなわち音源のみを空間においていてもその前後方向で互いに音を打ち消し合うために、音を出したい方向とは逆の方向を板で囲い込むことで、打ち消し合う作用を低減している。

以上より、弦の振動がいかに効率よく表板へ伝わるか、また伝わった先でいかに表板が空気をよく揺らすかがギターの音量や音色にとって大切であり、そのためには木材の加工や接着の精度がとても重要であることが理解できる。

私は上述の理解の仕方で、感覚的にとても良く納得できた。　
一方で、よくある"弦の振動によってボディが共鳴して音が大きくなる"という説明には違和感がある。
共鳴という言葉は、外部から与えた振動が、その振動系としての固有振動数に近づく際に特別に振幅が増大する現象だと理解している。そのため、共振がハウリングの説明に用いられるのはわかるが、アコースティックギターの音の出力一般についての説明には用語として適さないような気がするが、どうなのだろうか。

ネック〜ボディから成る複雑な構造体であるギターは確かにいくつかの固有振動数を持ち、それらのどれかが共振していると考えられなくもないが、普通に考えれば弦の振動にボディを共鳴しているというよりは、弦がボディを強制的に振動させているという表現が近いと思う。



ちなみにサウンドホールからは箱の中で複雑に反響した音が出てくるというのもまぁそうかもしれないが、どちらかというとこれは音の出口というより、表板の振動に応じて穴を通して空気が出入りすることで振動を妨げないようにという目的が先にあると思う。

そう考えるとアコギの発音の仕組みの解説として、サウンドホールから音が出る点を筆頭に挙げられると誤解を招く気がする。
たとえばギターの音を諸般の事情から小さくしたい時、サウンドホールを塞げばそれが叶うかというと、意外と音量の低減に効果がない。音量的に主として音波を発しているのはサウンドホールではなく表板(サウンドボード)だからだ。



などというように浅学で持論を繰り広げるのは甚だ恥ずかしくはあるが、こうしてネットの海に自分の意見を投下してみて、頭の良い方の解説を待つ、というのもインターネットの使い方の一つだと思う。