音を打ち消す方法

質問

かなり私情の質問です。ネタにつまってしまって皆様の意見をお借りしたい次第です…！

問題は「相手の音(もしくは衝撃波)を打ち消す」です。
ガラスをも割ってしまうような衝撃波で相手が攻撃してきます。
(音による空気振動が過剰に働いて物体を破壊する)
その攻撃を打ち消す方法として思いつくのは、

・相手の出す音と同じ音(逆位相)で打ち消す
・なんらかの方法で真空状態を作る
・強風を起こし、音を押し返す
・音の発信源と自分の間に仕切りのような物体を置いて遮る

です。実はこれは漫画のネタでして、科学教師が撃退する方向にもっていきたいのですが、こんなに相手がすごいと撃退方法に現実味がどんどんなくなってしまって大変困っています。

「これは知識がないとできない方法だね」と思わせるような方法
(場所が学校設定なのですごい施設があるわけではないのが弱点です；)
↑に記載した内容でもかまいません。
如実に「こうしてこうする」など方法をかいてくださると本当にありがたいです。想像でも結構です。
よろしくお願いします・・・！

回答No.2

tance · ベストアンサー

音の打ち消しはあちこちで相当研究されています。
ヘリコプタからのTV中継時にロータの音を打ち消す、とか
高級車のなかでオーディオを聞く場合にエンジン音やタイヤノイズを
打ち消す、なんていう応用もあります。

いずれも完全なものではありません。アイデアは逆相で同じ大きさの
音波を出して打ち消そうとするのですが、音波は反射などにより
場所によって位相や大きさがまちまちです。それを、音源とは別の
場所から出した音波で完全に打ち消すことは不可能でしょう。

ノイズのような定常的な音の場合は、まずそのノイズを測定して
打ち消すのに必要な音の大きさと位相を計算して発音し、その結果を
また測定して、不完全部分を補いながらだんだん消音効果を高めて
いきます。

衝撃波による攻撃だと、計算している余裕はなさそうですね。ただ、
敵と自分の間の音波を計測して、その音波が自分に届く前に逆相
音波を発射できれば打ち消しは可能かもしれません。つまり、自分から
一定の距離にマイクを置き、それより少し自分寄りの位置に大音量の
スピーカを置き、超高速演算装置で打ち消し波を自分に向けて発射
する、というシナリオなら可能かもしれません。

もし、位相が狂うと衝撃波は倍になりますから恐い装置です。

ただ、ガラスが割れても人間には何ともない、というのが実際かも
しれません。例えば、1cm離れた２点A,Bがあるとして、A点は
衝撃波によって押され、2mm凹んだとします。B点は逆に2mm持ち上がった
とすると、普通の厚さのガラスだったら割れますが、人間に取っては
指圧くらいの外力にしか感じないかもしれません。

もちろん周波数によっては耳が被害を受けるかもしれませんが、これは
衝撃波というよりももう少しゆっくり気圧が変化する方がダメージが
大きいかもしれません。

すべて・・・かもしれません、という程度の回答です。スミマセン。

お礼

わかりやすくまとめていただきありがとうございます！
とても素敵なシナリオだな、と思いました。
(とくに一歩間違えると大変になってしまうとことか)

人間に対する影響もわかりやすかったです。
このような衝撃波を受けた時、人の耳はどうなってしまうのかが気になりました。気圧の変化だと耳鳴りを起こしたりしますよね。空気の振動ならば鼓膜が破れてしまったりするのでしょうか。

自分でも調べてみますがもしご意見ありましたらよろしくお願いします。

回答No.5

oneone101

まあ、一番現実的で効果的なのは４番の壁なんだけど、それでは地味すぎてエンターテナーとしては不足なんでしょうね。

１の逆相で打ち消すは、たしかに車とか高速道路の遮音壁とかで使われているけど、それは遮音材による十分な防音をしたうえで、それでも抜けてくるカス部分（超低周波に属する）を減らすためだし。

お礼

そうですね、やはり見た時の迫力が大事なんだな、と思います。
ありがとうございました。

回答No.4

来生 自然（@k_jinen）

No.2でのtance氏の回答にも関連しますが、物質には固有振動がありますから、たとえば、音声のみで何の拡声器も使わずにワイングラスを割ってしまうということも可能です。

ガラスが割れるので、見た目「すごい攻撃だ」と思わせるのにはとても有用なのに、（場所が学校なだけに）黒板を爪で引っ掻くといった地味な攻撃の方が強いということになります。

お礼

黒板説ふきだしましたｗありがとうございます！

回答No.3

SortaNerd

音をレンズで収束させる実験をよく見ます。
二酸化炭素など空気より重い気体を詰めた風船が音に対して凸レンズとして働きます。
ということは水素など空気より軽い気体を詰めた風船は凹レンズとなり音を拡散させることができると思います。
また、フレネルレンズという物もあり、板に同心円状に適切な幅で穴を開けると凸レンズになります。これで凹レンズを作る方法は分かりませんが。

お礼

この意見もあた斬新でした！ありがとうございます！

回答No.1

BlackDia

戦車などに使われている「爆発反応装甲」の応用で、爆発物で衝撃波を和らげるのはどうですか？
ただし、無傷とはいかず周りに被害が有りますが。

お礼

爆発反応装甲の利用、というアイディアは全く思い浮かびませんでした。とても興味深いです…！