⏱ 30秒でわかる この単元の要点
- 音は物体の振動で出て、まわりの空気などを波として伝わる
- 音は気体・液体・固体を伝わるが、伝える物が無い真空では伝わらない
- 空気中の音の速さは約340m/s。距離=音の速さ×時間。やまびこは往復なので時間を半分にする
- 振幅が大きいほど大きい音、振動数(単位Hz)が多いほど高い音になる
- 弦は短く・強くはり・細くすると高い音になる。強くはじくと大きい音になる(高さは変わらない)
つまずき注意:やまびこの距離は、聞こえるまでの時間を半分にして求める(音が往復しているから)。
中1理科「音の性質」を、図と例題で1つずつ確かめるページです。音の問題は、「距離=音の速さ×時間」と「振幅は大きさ、振動数は高さ」の2つが分かれば解けます。どの見出しも「答え → 図 → 理由 → 解き方」の順に書いています。紙に書いて練習したい人は、下の無料プリントを使ってください(プリントは「光と音」の単元全体で、この記事は音の部分です)。
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このプリントは「光と音」の単元全体(全22ページ)です。この記事の内容は説明 11〜14ページ・確認問題 18ページ。説明 1〜10ページ・確認問題 15〜17ページは光の部分で、別の記事で解説しています。覚えることの一覧は19ページ、答えと解説は20〜22ページです。
音は、どうやって耳まで伝わる? 音源・振動・波
📄 プリント11ページ
答え:音は、物体の振動(ふるえ)で出ます。音源の振動が、まわりの空気を次々に振動させて伝わります。この振動が次々に伝わる現象を波といいます。音は気体・液体・固体を伝わりますが、伝える物が無い真空では伝わりません。
音源:音を出している物を音源(発音体)といいます。小学3年で、「音が出ている物はふるえている」ことを学びました。そのふるえが、どのように耳まで届くのかを考えます。
振動が伝わる:空気そのものが、音源から耳まで動いてくるのではありません。振動だけが、次々に伝わります。例:同じ高さの音を出す音さAとBを近くに置き、Aをたたくと、たたいていないBも鳴り出します。Aの振動が空気を通ってBに伝わったからです。AとBの間に板を入れると、Bは鳴りにくくなります。
| 気体(空気) | 液体(水) | 固体(金属・木・糸電話の糸) | 真空 |
|---|---|---|---|
| 伝わる | 伝わる | 伝わる | 伝わらない |
理由:容器の中でブザーを鳴らしながら、空気をぬいていくと、音はしだいに小さくなります。音を伝える空気が減っていくからです。空気を完全にぬいた真空中では、音を伝える物が無いので、音は伝わりません。
覚え方:「伝える物が無い真空では、音は伝わらない」。
まちがえやすい
✕ 真空中でも音は伝わる → ◯ 音を伝える物(空気など)が無いので伝わらない
基本次のうち、音が伝わらないものを選びなさい。ア 空気中 イ 水中 ウ 鉄の棒の中 エ 真空
音は気体・液体・固体を伝わります。伝える物が無い場所では伝わりません。
答え:エ
標準同じ高さの音を出す音さAとBを近くに置き、Aだけをたたくと、Bも鳴り出しました。AからBへ、何が、何を通って伝わりましたか。
空気そのものが動いてくるのではなく、「振動」が伝わります。
答え:Aの振動が、空気を通ってBに伝わった。
音はどのくらいの速さで伝わる? 距離の求め方とやまびこ
📄 プリント12ページ
答え:空気中を伝わる音の速さは、約340m/s(1秒間に約340m)です。距離は「距離(m)=音の速さ(m/s)×時間(s)」で求めます。やまびこは音が山まで行って返ってくる往復なので、聞こえるまでの時間の半分が片道の時間です。
音の速さ:光の速さは約30万km/s(1秒間に約30万km)で、音よりはるかに速いので、稲光が見えてから、少しおくれて雷鳴が聞こえます。遠くの花火も同じです。水の中を伝わる音の速さは、空気中より速くなります。
| 距離(m)=音の速さ(m/s)×時間(s) | 距離を求める式 |
| 時間(s)=距離(m)÷音の速さ(m/s) | 時間を求める式 |
解き方の例(稲光と雷鳴):稲光が見えてから4秒後に雷鳴が聞こえたとき、雷までの距離は 340×4=1360mです(光は音よりはるかに速いので、稲光が見えた時刻から数えます)。
やまびこ:山に向かって声を出すと、音は山まで行って、返ってきます。つまり往復しています。だから、聞こえるまでの時間の半分が、片道(山までの距離)の時間です。
覚え方:「やまびこは往復、時間を半分に」。
まちがえやすい
✕ やまびこが4秒後に聞こえたら、距離は340×4 → ◯ 往復なので、片道の時間は2秒。340×2
基本音の速さを340m/sとします。遠くの花火が開いてから音が聞こえるまでに5秒かかりました。花火までの距離は何mですか。(光は一瞬で届くものとします)
距離=音の速さ×時間 なので:340×5=1700(m)
答え:1700m
標準音の速さを340m/sとします。山に向かって声を出すと、6秒後にやまびこが聞こえました。山までの距離は何mですか。
やまびこは往復なので、片道の時間は 6÷2=3(秒)
山までの距離:340×3=1020(m)
答え:1020m
発展音の速さを340m/sとします。山までの距離が510mの所で声を出すと、やまびこは何秒後に聞こえますか。
音は往復するので、進む距離は 510×2=1020(m)
時間=距離÷音の速さ なので:1020÷340=3(秒)
答え:3秒後
音の大きさと高さは、何で決まる? 振幅と振動数
📄 プリント13ページ
答え:振動のふれはばが振幅で、振幅が大きいほど大きい音になります。音源が1秒間に振動する回数が振動数(単位はヘルツ(Hz))で、振動数が多いほど高い音になります。
オシロスコープ:音の振動のようすを、波の形で画面に表示する装置です。横軸が時間、縦軸が振動のふれはばを表します。
| 波形のどこを見るか | 分かること | 音の何か |
|---|---|---|
| 縦のはば(山の高さ) | 振幅 | 大きさ |
| 同じ時間の中の波の数 | 振動数 | 高さ |
振動数の求め方(1秒間に何回振動するか):例:0.5秒間に200回振動する音は、1秒間では 200÷0.5=400回なので、400Hzです。
波形から求めるとき:1回の振動の時間を先に出します。1目盛りが0.002秒で、1回の振動が5目盛りなら、0.002×5=0.01秒。1秒間では 1÷0.01=100回なので、100Hzです。逆に、100Hzなら1回の振動は 1÷100=0.01秒。5目盛りなら、1目盛りは 0.01÷5=0.002秒です。
覚え方:「振幅は大きさ、振動数は高さ」。
まちがえやすい
✕ 振幅が大きいほど高い音 → ◯ 振幅が大きいほど大きい音(高さは振動数で決まる)
基本0.4秒間に120回振動する音の振動数は何Hzですか。
1秒間の回数にそろえます:120÷0.4=300(回)
答え:300Hz
標準オシロスコープの波形で、横の1目盛りが0.004秒、1回の振動が5目盛りでした。この音の振動数は何Hzですか。
1回の振動の時間:0.004×5=0.02(秒)
1秒間の回数:1÷0.02=50(回)
答え:50Hz
発展200Hzの音の波形で、横の1目盛りが0.001秒のとき、1回の振動は何目盛りに見えますか。
1回の振動の時間:1÷200=0.005(秒)
目盛りの数:0.005÷0.001=5(目盛り)
答え:5目盛り
弦の音を高くするには? 2つの波形から何が分かる?
📄 プリント14ページ
答え:弦の音を高くするには、弦を短く・強くはり・細くします(振動数が多くなるから)。弦を強くはじくと、変わるのは高さではなく大きさ(振幅が大きくなる)です。2つの波形をくらべるときは、高さ(波の数)と大きさ(縦のはば)を別々に読みます。
モノコード:木の箱に弦をはった道具です。弦をはじくと、弦が振動して音が出ます。ことじを動かすと、振動する弦の長さが変わります。
| 条件 | 変え方 | 振動数 | 音 |
|---|---|---|---|
| 弦の長さ | 短くする | 多くなる | 高くなる |
| 弦をはる強さ | 強くはる | 多くなる | 高くなる |
| 弦の太さ | 細い弦にする | 多くなる | 高くなる |
| はじく強さ | 強くはじく | 変わらない | 大きくなる(振幅が大きい) |
条件を1つだけ変えてくらべる:調べたい条件だけがちがう2本を選び、ほかの条件は同じにしてはじきます。そうすると、高さのちがいは、ちがえた条件のせいだと言えます。ほかの条件もちがうと、何で高さが変わったのか分からないからです。
例:弦X(長さ60cm・細い・はる強さ弱い)、Y(30cm・細い・弱い)、Z(30cm・太い・強い)があるとき、長さと高さの関係は、長さだけがちがうXとYでくらべます。XとZは、長さも太さもはる強さもちがうので、くらべられません。
2つの波形をくらべる:図の「後」は「前」より、波の数が少なく、縦のはばが大きいので、低く、大きい音になりました。はる強さと太さを変えていなければ、ことじを動かして弦を長くし、強くはじいたと考えられます。
覚え方:「高い音は『短く・強く・細く』」。
まちがえやすい
✕ 弦を強くはじくと、高い音になる → ◯ 強くはじくと大きい音になる(高さは変わらない)
標準弦P(長さ40cm・細い・はる強さ強い)、Q(20cm・細い・強い)、R(20cm・太い・強い)があります。弦の長さと音の高さの関係を調べるには、どの2本をくらべますか。また、PとQでは、どちらが高い音ですか。
長さだけがちがう2本を選びます。PとQは長さだけがちがい、RはQと太さがちがいます。
弦は短いほど、振動数が多くなり、高い音になります。
答え:PとQをくらべる。高い音は、短いQ
発展弦の音を、前と後の2つの波形でくらべたところ、後は前と、同じ時間の波の数は同じで、縦のはばだけが小さくなりました。高さと大きさは、それぞれどうなりましたか。また、弦にどんな変化があったと考えられますか。
波の数(高さ)と縦のはば(大きさ)を、別々に読みます。
波の数は同じなので、高さは変わりません。縦のはばが小さいので、振幅が小さく、小さい音です。はじく強さが変わると、高さは変えずに大きさだけが変わります。
答え:高さは変わらず、音は小さくなった。弦を弱くはじいた
✅ 一問一答で総チェック(20問)
問題を読んで、答えを頭の中で言ってからタップしましょう。答えが出ます。
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音を出している物を何という?
答え:音源
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音は、物体の何で出る?
答え:振動
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振動が次々に伝わる現象を何という?
答え:波
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音を伝える物が無く、音が伝わらない空間を何という?
答え:真空
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容器の空気をぬいていくと、ブザーの音はどうなる?
答え:小さくなる
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空気中を伝わる音の速さは、約何m/s?
答え:約340m/s
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水の中を伝わる音の速さは、空気中とくらべてどうなる?
答え:速くなる
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やまびこで、聞こえるまでの時間をどうすると、山までの片道の時間になる?
答え:半分
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稲光が見えてから雷鳴が聞こえるまで4秒でした。音の速さを340m/sとすると、雷までの距離は?
答え:1360m
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音の振動のようすを、波の形で画面に表示する装置は?
答え:オシロスコープ
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振動のふれはばを何という?
答え:振幅
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振幅が大きいほど、どんな音になる?
答え:大きい音
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音源が1秒間に振動する回数を何という?
答え:振動数
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振動数の単位は?
答え:ヘルツ(Hz)
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振動数が多いほど、どんな音になる?
答え:高い音
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0.5秒間に200回振動する音の振動数は?
答え:400Hz
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1回の振動の時間が0.01秒の音の振動数は?
答え:100Hz
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モノコードで、振動する弦の長さを変える部品は?
答え:ことじ
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弦の音を高くするには、弦の長さをどうする?
答え:短くする
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弦を強くはじくと、振動数は変わらずに何が大きくなる?
答え:振幅
まとめ
音は、物体の振動で出て、空気などを波として伝わります。気体・液体・固体を伝わり、真空では伝わりません。空気中の音の速さは約340m/sで、距離は「距離=音の速さ×時間」で求め、やまびこは往復なので時間を半分にします。振幅が大きいほど大きい音、振動数が多いほど高い音になり、振動数は1秒間の振動の回数(Hz)です。弦の音は、短く・強く・細くすると高くなり、強くはじくと大きくなります。プリントの確認問題で、波形の読み取りと計算を手を動かして練習してみてください。
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このプリントは「光と音」の単元全体(全22ページ)です。この記事の内容は説明 11〜14ページ・確認問題 18ページ。覚えることの一覧は19ページ、答えと解説は20〜22ページです。
同じプリントの残りのページ(物が見えるしくみ・反射・屈折・凸レンズ。説明 1〜10ページ・確認問題 15〜17ページ)は、【中1理科】光の反射と屈折の要点まとめ|反射の法則・全反射・凸レンズの見え方で解説しています。

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