音は３次元の振動？なのに

質問

空気は３次元で振動して音になると思いますが、受け取る鼓膜にしてもスピーカーにしても２次元の振動のように思えるのですが・・・。

回答No.2

noname#160321 · ベストアンサー

こんにちわ！
音は確かに３次元に存在しますがその存在様式は限られています。自由な空間中で出た音は音源を中心に球状に外側へしか伝達されていきません（波の進行）。大きな球の一部を取ると平面に見えますし、我々の鼓膜も正確には平面ではありません。
kaitaradou様がおっしゃっているような３次元の波動は、空間の一部に空気の圧が高い場所がありその回りに同じような圧の高いところや低いところが複雑に分散されているような場合が考えられます。
実現するのは大変。だが出来たら凄く面白い。
大きな目で見ると同じく面状ですが「風の息」も大局的に見ると空間の一部が面状に一方方向に粗密波で伝達しその山の間隔が不規則で少し離れた上層では別の波があり…、でもこれも進行波なので比較的簡単に計算出来ますね。
もっとランダムな粗密はなんだろう？

補足

空気の弾性なども関係してきますか？

回答No.3

shkwta

音の振動は１次元です。音の本質は空気の圧力の変化であり、音は圧力だけの１次元で表わせるからです。
音そのものは１次元ですが、それが伝わってくる媒質の形状が何次元であろうと、それは別にかまわない話です。空中に向かって叫べば、音は３次元空間を伝わりますが、パイプや糸電話であれば、媒質が１次元ということになります。振動そのものの次元（自由度）と、それが伝わる媒質（空気など）の空間次元は別です。

スピーカーや鼓膜は、固体物体の振動と空気の圧力変化を仲立ちするものです。固体物体と空気の接触は「面」で行われるわけですから、この種の装置が面状になるのは当然です。

スピーカーの振動面は、前にある空気を動かして圧力を変化させるのに必要な面積になっているというだけのことであって、２次元の音というものがあるわけではありません。スピーカーの振動板は、アンプから送られてくる電流の変化に合わせて前後に振動しているだけです。

鼓膜も面状をしていますが、単に「圧力計」にすぎません。鼓膜が受けとった振動は耳小骨により内耳に伝えられますが、この部分は糸電話とおなじことで、一次元的な動きです。

回答No.1

edomin

１次元の「線」が上下に振動して２次元の振動（面の動き）。
２次元の「面」が上下（前後）に振動したら３次元の振動（立体的な動き）に成りませんか？

専門家じゃないので、はずしているかもしれませんが・・・。

お礼

ご回答ありがとうございます。どこまでが物理現象でどこから感覚になるのかということにも関係するでしょうか？