「うなり」という現象をご存じですか?
2つの音の高さが全く同じ場合、よく解け合って聞こえます。
というか、同じ音色であれば完全に重なって聞こえます。(細かい条件はどけといて下さい)
が、2つの音高が少しだけズレている場合、「わんわんわん…(犬ではありません…m(__;)m)」と
「うなって」聞こえます。この「うなり」というのは、周波数の近い音波が重なり合って出来た、音圧の波のことです。
さて、ある音の周波数が 440 [Hz] (Aの音叉)ということは、1秒間に440回振動するということです。
その近くにもし 441 [Hz] の音源があれば、その振動数の差は毎秒1回。つまり、
1秒に1回の速さで、「うなって」聞こえるのです。この音圧の変動を「うなり」として聞くことは難しくありません。
つまり、1 [Hz] の差は、少なくともこの振動数の近辺では、聞き分けられることになります。
でも、問題の核心は、この 1 [Hz] の違いが音高の違いとして感じられるかどうかですよね。
まず、もう少し大きな、3 [Hz] くらいの「うなり」。この位だと、注意しなくともとても「うなって」いますし、
音自体も合ってなく聞こえるので、演奏してみても気持ち悪く感じます。セントに直すと、およそ11.7 セント。
大きな差です。では、2 [Hz] のうなり。これも、十分にうなって聞こえます。その差は約 7.8 セント。
(それぞれ、443/440, 442/440 [Hz] で計算した場合)
で、1 [Hz] のうなり。これも、注意すれば分かります。特に、そこから「まったくうなりがない」ように聞こえる、
正確なチューニングとの間を行ったり来たりさせると、その微妙な音程の違いを感じることができます。
さて、440 - 441 [Hz] の違いは、「セント」で表すとどれくらいになるのでしょうか?
441/440 = 1.002272... = 2^(3.93.../1200)
つまり、4 セントほどです。(最後の数字は、2の、1200分の3.93...乗、ということです)
参考までに、ある生理学の教科書レベルの説明として、
「最も鋭敏な約1000 - 3000 [Hz] のレンジでも、0.3 % の違いが必要」といったものがありました。
(正確な表現は忘れましたが、0.3 % とは書かれていたハズです)
が、ある音より振動数が0.3 %高い音(1.003 倍音)とは、
1.003 ≒ 2^(5.19/1200)
と計算できますので、5セント以上も違うことになるのです。これほどの違いは、特に調弦に意識を払っている時などは
かなりの人が分かるはずです。が、そうでない状況下(例えば実験室で順番に音を聞かせるだけ、といったような)では、
案外と分からないのかも知れませんね。
さて、「うなり」は楽器を調弦する際のとても大切な武器です。けれども、ギターの調弦に手慣れてくると、
「じゃらーん」と弾いただけで(うなりに頼らなくても)、くいくいっと調弦してしまうことが出来るようになります。
このやり方でも気持ち悪くないようにチューニングすると、1 [Hz] くらいには収まっていました。
(ただし、ギターによっては永久にチューニングできない?ものもあります)
また、小さな、でもはっきりとしたビブラートをかけた場合、せいぜい 2 - 3 [Hz] の差あれば、相当の効果に聞こえました。
(うなりでおよその見当を付けただけです。きちんと実験したい方、どうぞ)
さて、440 [Hz] より1セント高い音は、440.25...[Hz] ですから、4秒に1回強の「うなり」が聞こえることになります。
音の減衰に癖を持ったギターでは限界に近い気がしますが、ピアノのような済んだ音であれば、分かるのではないでしょうか。
ただし、「うなり」ではなく音高の区別をするのだとしたら、かなり熟練を要するのではないかと思います。
(ピアノの調律師の方、教えて下さいませんか?)
お礼
再度ありがとうございます ドとかレがわかるというならともかく (私にとってはそれでもすごいですが) 比較なしに聞いただけで 「441Hzだ!」とわかるのなら・・・ さらに同時にいくつもの音がわかるのなら・・・ 言葉がありません(笑)