【音速の科学】気温＆ドミノとの関係？

外出直後に雨と雷とに降られてしまいましたヨシキです。
「せっかく天気が荒れ模様なので、雷にまつわる話でもしようかな〜」
なんて思ったら某24時間続くテレビ番組で、

「地方と中継しながら（ラグもある中）リコーダーの合奏をします」

なんて言っているじゃないですか。

「通信のラグのある中での音楽」？！

「ソーシャルディスタンスのせいで音が合わせづらい」だと？！！

そしたらもうこのお題しかないっしょ？！

「音速ってどんなもんだかわかります？」って話

なんでラグが生じちゃうのか、どうにもならないのか？
って話につながるかなと思い書き綴ってみます。

さて。
多くの皆さんは、音がそんなに早くないものってことを知っているはずです。
（運動会とかお祭りとか花火とかライブとかで）

ライブ出演経験ある方なら、
声や演奏など「アナログ出力された音声」が、あの「長いケーブル&あらゆる機材」を介してスピーカーへと出力される様子を見て、
「どのようにしてラグを生んでいるor軽減しているのか」
とか考えたことありませんでしょうか！？

普通ないか！！！ないな！！！！

ということで、今日は電気信号の話ではありませんが(笑)
今日は音速について。

「秒速300メートルくらい！」って答えた方、記憶力は悪くないですね。
でも残念外れ。それはあくまで一定環境の空気中での話。

与えられた条件によって音速は変化します。

まず大前提として、音波は加速ができないものでして、音が高くても大きくても速度には影響を与えません。
あくまで音の高さは振動数（振動の率）ですし、音の大きさは振動の幅です。

速度に影響を与える条件としてあげられるののは
まず①気温、そしてもう一つが②媒質（振動を伝える媒体）ですね。
（完全に理科の話じゃんって？ちゃんとこの記事も音楽していますよ？）

①気温が上がると速度が上がる、温度が下がると速度も落ちる

温度が高い方が空気分子が激しく動き回るので、隣の分子に波を伝達しやすくなります。
逆に温度が低いと分子の運動量が落ちて伝達が遅くなります。

そのため、暑い夏は音が早く伝わりやすくなるし、逆に寒い冬は音がまるで遠のくようにゆっくり聞こえやすくなるわけです。

例えば、ライブ会場が広ければ広いほど遠くの観客に音が届くまで時間がかかるのは明白な事実なんですが、会場の熱量が上がればちょっとラグを解消できるってことなんですね（危険を伴うんで参考にしなくていいですよ！！ww）

②媒質の密度が高いと伝達が速くなる

密度の高い物質で伝達する時のほうが速度が高くて、低いもので伝達するときは速度が落ちます。
同じ物質なら、音速の大きさは 固体＞液体＞気体 の順になります。

この話を噛み砕ける自信がなくて、この手の記事を書くかどうか悩んだんですが、いい例がありました(笑)

それがドミノたおし！！

（ドミノたおしって２４時間のあれでよくやっていたイメージがあるので思い出しましたw）

テレビで見るドミノ倒しってめちゃくちゃワクワクするから子供の頃よく真似しようとしたんですけど（ピ○ゴラス○ッチとか）、なかなか同じように滑らかには素早く倒れてくれないんですよね。

少年だったヨシキが何度か実験して気づいたのが
「そもそものドミノの数と密度の足りなさ」だったわけです。

ドミノの間隔を狭めると、より小さな傾きでも隣に接触するので、隣のドミノを倒すまでの時間が短縮されるんですよね。

これと同じ容量で、密度の高いほうが伝達性能が高まると言うわけです。

水中の方が音速が上がるのもこのためです。
（さらに言えば糸電話の仕組みもこの伝導の良さが関係していたり…）

っていうか熱量も同じ要領で電動率上がるよね。
ライブの時距離感って大事なのねやっぱり（どっちの熱量だよ）。

さらに応用

昼間は、地表が温まる代わりに上空の空気は比較的冷えます。（夏は特に！）
反対に夜なんかは、地表よりも空の方が暖かくなったりします。（こちらは冬に顕著！）
実は、それらによって光でいうところの蜃気楼や陽炎みたいな現象が起こったりもするんです。

音が全然遠くに届かなくなったり、逆にめっちゃ遠くまで届いちゃったり。

夜に遠くの音が聞こえやすくなるのはこの影響なんです。

だから雷の距離を光と音のラグで測るのって実は精度おあげようとするとかなり難しいんですよねぇ…（ここが今日のゴール）

まとめ？

今更ですが、一般に言う音速（マッハ）とは気温15度の時のV = 340.5 [m/s] の速度ですね。

あれ？音楽していたかな？

ひたすら雑談じゃね？？

なんの役に立つかわかりませんがw

まぁいっか、今日も暑かったぁああ。

ありがとうございました(笑)