自由研究661｜音の正体を探る！同じ音源で材料ごとの音量変化を測ってみよう

INDEX

今回のテーマ

「音の正体を探る！同じ音源で材料ごとの音量変化を測ってみよう」

私たちは毎日、いろいろな音に囲まれて暮らしています。でも、同じ大きな声を出しても、お風呂場では響くのに、布団の中では声がこもって聞こえませんか？これは、音が物にぶつかったときに「反射（跳ね返ること）」したり、「吸収（吸い込まれること）」したりする性質があるからです。この自由研究では、身の回りにあるいろいろな材料を使って、どれくらい音が変化するのかを数値で測り、音の正体を探ります。

自由研究の目的

どうしてシャボン玉の大きさを季節（気温・湿度）で比較してみみるの？

音の性質を学ぶことは、私たちの生活を快適にするためにとても役立っています。例えば、隣の家の音がうるさくないように壁に何を入れるべきか、音楽ホールで一番きれいに楽器の音を響かせるにはどんな形の壁がいいか、といった問題はすべてこの「反射と吸収」の知識で解決されています。この仕組みを知ることで、「音をコントロールする力」が身につき、科学的な視点で身近な環境を見直すことができるようになります。

自由研究のゴール

この研究を通じて、以下のような力を身につけることが目標です

この研究の最終的なゴールは、単に「音が小さくなった」と感想を書くだけではありません。「どんな特徴（硬さ、重さ、表面のデコボコ）を持つ材料が、より音を吸収（または反射）しやすいのか」という自分なりの法則を見つけることです。数値（デシベル）を使ってグラフ化することで、主観的な感想から、誰にでも伝わる客観的な「科学データ」へとレベルアップさせましょう。

具体的な事例

実験に使う材料として、以下のようなものを準備してみると面白い結果が得られます。

金属の板（アルミホイルなど）　音がキンキン跳ね返りそうですね。
スポンジや綿　隙間がたくさんあるので、音を捕まえてくれそうです。
段ボール　意外と音を遮る力が強いかもしれません。
卵のパック（紙製）　あのボコボコした形には、音を乱反射させる秘密があります。
木の板　楽器に使われる素材はどう響くでしょうか。

研究を進めるうえで、以下のポイントに注目しよう！

同じ音源　スマートフォンのアラーム音や、一定のリズムのメトロノーム音を使いましょう。
同じ距離　音源、材料、測定器（スマホの騒音計アプリなど）の距離は、毎回定規で測って固定します。
同じ環境　周りが静かな時間帯に実験を行いましょう。

自由研究の進め方

道具を揃える　音源（スマホA）、音量を測る「騒音計アプリ」を入れたスマホB、箱（段ボール）、実験したい材料。
基準を決める　何も入れない状態の箱に音源を入れ、外側で音量を測ります。これが「0（基準）」になります。
材料をセットする　箱の内側に、調べたい材料（スポンジやアルミなど）を隙間なく貼り付けます。
測定する　基準と同じ音量で音を鳴らし、スマホBで数値を記録します。
繰り返す　材料を変えて何度も行います。各材料で3回測って平均を出すと、より正確なデータになります。

自由研究から発見したアイデア

実験が終わったら、さらに一歩進んだ「発明」を考えてみましょう。

「最強の防音ボックス」　吸収が得意な材料と、反射が得意な材料を組み合わせて、音が外に漏れない箱を作ってみる。
「特定の音だけ通す壁」　材料に穴を開けたり厚さを変えたりして、低い音だけ、あるいは高い音だけを消す方法を探る。
「形による変化」　同じ材料でも、平らに貼るのと、クシャクシャにして貼るのではどちらが音を吸収するでしょうか？

この自由研究に関連する仕事

音響エンジニア　コンサートホールや映画館の音響設計をします。
建築家　静かで快適な家や、騒音の少ない道路の壁をデザインします。
カーデザイナー　エンジンの音が車内に響かないように、静かな車を開発します。
楽器メーカーの技術者　木材や金属の性質を活かして、最高の音が出る楽器を作ります。

まとめ

音は目に見えませんが、確実に物にぶつかり、跳ね返り、あるいは飲み込まれています。今回の実験を通して、「硬いものは音を跳ね返しやすく、柔らかくて隙間があるものは音を吸収しやすい」といった発見ができるはずです。数字で見えてくる「音の正体」を知ることで、あなたの部屋や学校の教室の見え方が、今日から少し変わるかもしれません。ぜひ、自分だけの「音の図鑑」を完成させてくださいね！