質問
フルートにおける「気柱の共鳴」は気圧の影響をどのように受けているのか
具体的に詳しく長く説明してください。
お返事
フルートにおける「気柱の共鳴」とは、吹奏楽器の中にある空気柱が、
特定の周波数で振動を起こして音を発する現象です。
この現象は、フルートのうち管の部分に限定され、
基本的には管の長さに依存しています。管が長いほど低い音が出やすく、
短いほど高い音が出やすくなります。
気柱の共鳴が生じる原理としては、管の中に振動する空気柱が、
管の反対側の開口部に段階的に反射することによって、
定在波が生じるというものです。この定在波によって、
管の中の空気柱が一定の周波数で振動し、音が発生します。
そして、気柱の共鳴を規定するのは、管の長さや形状、
開放部の大きさや形状、空気の密度や温度などの条件です。
特に、気圧の影響も大きく、
気圧が高いほど音高が高くなり、気圧が低いほど音高が低くなります。
この現象の理由は、気圧が高いほど空気の密度が高くなるため、
振動する空気柱の速度が遅くなります。
逆に、気圧が低いほど空気の密度が低くなるため、
振動する空気柱の速度が速くなります。
そのため、気圧の変化に伴って、管内の空気柱の振動数が変化し、音高が変わるのです。
また、気圧は天気や地形によって変化するため、
気柱の共鳴の音高も変化することがあります。
特に、高地や海岸部など、気圧の変化が大きい場所では、
音高が特に影響を受けやすいと言えます。