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音の反射・吸音・透過


音は物質にぶつかった時に音は3パターンの変化をします。それは以下の3つのパターンです。

  • 反射
  • 吸音
  • 透過

それぞれ解説していきます。

反射

鏡で光を反射させて友達に嫌がらせをした経験のある方は多いのではないでしょうか?私も学生時代はよくやりました。これは誰もが知っている「光の反射」を使った遊びです。これと同様に音にも「音の反射」が存在するのです。平らな面にぶつかった音は、ぶつかった角度(入射角)と同じ角度(反射角)で跳ね返るのです。
反射
しかし、私たちの身の回りにはこのような平面はあまりなく、多くの物質の表面には凹凸があります。すると上記のような綺麗な反射の法則が成り立たなくなる訳です。すると、下図のようにランダムな反射をすることになります。これを「乱反射」と言います。
乱反射

吸音

スポンジの上に水をたらすと、水ははね返らず、スポンジに吸収されます。布にレーザーを当てても光は反射しません。これと同様なことが音においても起こるのです。それが「吸音」という現象です。繊細な音作りが要求されるプロ用の音響スタジオのコントロールルームには、余分な反射によって音の調整に支障をきたさないように壁面のいたるところに音を吸収するための「吸音材」が埋め込まれていたりします。このように音が反射しない(反射しにくい)空間をデッドな空間と呼んだりもします。このデッドな空間の究極形が無響室です。
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壁一面に吸音材が設置されていて、反射が一切起こらないようにしてある部屋です。製品の特性を測定する際に使用したりしますが、決して居心地の良い空間ではありません。人間には適度な反射音が必要ということが言えます。吸音という現象を少し難しく説明します。音はエネルギーであり、音が物質にぶつかると、物質内で熱エネルギーに変換されます。そのため、反射音のエネルギーは減少し、音が弱くなるということになります。この時の音の減少率を「吸音率」と呼び、入射音のエネルギーと反射音のエネルギーの比率で表されます。

透過

ドアが閉めきってあるのに外から音が聞こえて来るという経験は誰にでもあると思います。この減少が「音の透過」なのです。物質にぶつかった音は、100%透過するわけではなく、反射音、吸音された残りのエネルギーが「透過音」として物質を通り抜けるのです。これに対して、音を透過させてないことを「遮音」と言います。遮音カーテンなどといった言葉は聞き覚えがあるのではないでしょうか?この性能を表す指標が「遮音率」です。遮音率は入射エネルギーと透過エネルギの比率で表されます。

 

音には上で説明した通り「反射」「吸音」「透過」という3つの現象があり、PAをする上では、これらの原理を知らなければなりませんので、ぜひ覚えておいていただければと思います。


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