アコギの弦の違いによる音圧の変化

2022年9月4日 18:58

実家のギターの弦を見たところめちゃくちゃにさびていました。というのも当然でここ8年くらいは弦の交換をしてない気がします。というわけで実家に放置されていたのを持ってきたついでに弦を張り替えようと思いました。

近所の楽器屋に行ったところギターの弦だけでもそんなに種類あるん？ってくらいありました（10種類くらい？）。私のギターの腕ではまあどの弦を選んでも変わらんと思いますので一番安い弦を買ってきました。

おじさんの絵が素敵なパッケージでございます。なんか右の方に数字が書いてあったりLightとかが書いてあるのですが、まあそれが何を示しているかはおそらく弦の径をインチ表示で表しているのだと思います。
このパッケージの裏側を見たところ２～３週間で音が劣化すると記載されておりました。ということは数年間放置された弦は劣化されまくっているので変えた瞬間にギターから美声（？）が出るはずです。ただ自分で聞いただけではそれってあなたの感想ですよね？といわれてしまう恐れがあるので音をとってFFTかけてみたいと思います。

使う機材

・マイク：MARANTZ MPM-1000
・アンプ：ZOOM UAC-2
・ギター：ハードオフで買った8000円のやつ
・以前使っていた弦：8年くらい前にハードオフで買ったやつ
・今回購入した弦：ROCK INN Acoustic Guitar Strings(Light)
普通にギター本体よりマイクとかアンプの方が高いんではという気がしますが、まあ気にしません。

検証条件

・場所：普通の部屋（6畳）
・マイクとの距離：アコギのホールから10cm程度の距離
・FFTを行う時間：1s
・各弦を弾いた後の波形をFFT

検証結果

今回の音をFFTかけた結果が下の図のようになります。横軸が時刻、縦軸が音の周波数、紫から白に行くにつれて音のパワーが大きいことを示しています。よーするにどの音がどの時間に出ているかを見ることができるってゆうやつです。

弦をはじいた時刻では全体的に色が白っぽくなっている＝音が大きいことがわかります。そののち特定の音の高さだけが残っていることがわかります。この線の部分がその弦の音の高さになるわけです。

この図を見る感じですと何個かの音が同時に出ているわけで、その複数の高さの音の割合が変化するといわゆる音色が変化するというわけです。このため弦を変えればこの音の周波数の割合が変化する＝人の耳として音色が変わるというわけです。さっそく各弦のFFTを見てみましょう。

6弦

各弦のグラフですが、すべて上2つが新しい弦、した二つが古い弦で鳴らした際のFFT結果です。

6弦（↑NEW↓OLD）
6弦は約82Hzがベースの音になっていますのでそこらへんの音圧が大きくなっていることがわかります。ただし弾き方によっては40Hzの半波が最も大きい音になっていることがわかります。
ただ、これはあくまでも引き方によって変化するパラメータのようなので弦を変えたから変わるというわけでもなさそうです。

1弦

1弦の基準の周波数330Hzはどちらもピークの音ではなさそうです。これは6弦と同じになっています。また上下の波形を比較しても大して差があるようには見えないですね。

・・・

これなんか違いあるんすか？

基本的に弦の振動数は材料の密度とヤング率で決定します。ヤング率はばねの硬さみたいなもので、どのくらいの力で引っ張るとどのくらい伸びるかを示したもので鉄系の材料に関しては基本的にそんなに大きく変化しません。また密度に関しても鉄系の材料に関しては基本的に変化しないので、振動的に条件は変化しないと考えられますね。当然表面のさびなどによって硬さや指の引っかかり方が違うことで音が変化することは考えられますが、それ以外は特に音が変化する要素が思いつかないんですよね。