渦巻き管はなぜ渦を巻いているのか

　以前、私は渦巻き管の内部にある有毛細胞という細胞が特定の周波数の音を感じ取っているという事を書いていたが、本当にそうなのだろうかと感じる。非常に短い毛しか生えていないのに共振するというのはまずあり得ないからだ。毛は圧力を感じる機構なのだと思う。耳において周波数が分解されて知覚される仕組みの秘密は、私には渦巻き管という名称にあらわされるその形状にあるのだろうと考えられる。

　音波というのは高い波長の音波ほど回折せず、低い波長の音ほど回折するという特徴を有しているため、一度渦巻き状の管の中に入った音は反射を繰り返しながら、浅いところまでしか届かない高い周波数のものと、奥深くに届く低い周波数のものとに分けられるはずである。リンパ液のような水の中ならば、音の伝播速度が速くなって、その分空気中より波長が長くなり、回折がより起こりやすくなるはずである。恐らく、それが渦巻き管が渦を巻いている理由であると考えられる。その原理から推測して、渦巻き管が小さなネズミのような動物は高い周波数が得意であり、渦巻き管が大きいクジラのような生物は低周波が得意なのではないかと思われるが超音波を利用するイルカのような生物もいるので事実は定かではない。

　渦巻き管において音波の回折の差による減衰特性の違いを利用して周波数を分けるというのは低い音に関しては可能であると考えられるが高音部が良く分からない。どうして、音声・動画配信やテレビ、ラジオがこんなに隆盛していて、耳の悪い人も大勢いるのに関連がありそうな耳の物理的性質に関する研究が見える範囲には少ないのかと感じるが、もしかすると自分には解らないところで活発に議論されていたり、何か難しいのかもしれない。