ふしぎのトビラ 〜ふるさとサイエンス

今月は水琴窟（すいきんくつ）にちなんで音の実験を２つ紹介しました。一つ目は、オルゴールを使った実験。

金属のかたまりのようなオルゴールの本体部分のみで音を出すと、意外なくらい小さな音しかでません。

ところがボールなどをつけると…

オルゴールの振動がボール全体に広がり、それが空気を震わせるのでかなり大きな音になります。実はテーブルの上に置いただけでも、結構大きな音になるのです。

次の実験は、茨城中央高校の小林先生が発案された「熱音響」という実験です。

まず、台所で使うスチールウールを約4cmの円柱形に丸め、試験管の中に入れます。

試験管の外側にはこれも4cm幅ほどにしたティッシュペーパーを巻きつけ、水をたっぷりしみこませます。音の出る部分は完成です。

後は、アルコールランプで熱するだけです。1分ほど熱すると…

スチールウールの色が変わり、いきなり汽笛のような大きな音が鳴り出します。相当に大きな音に子どもたちもびっくり。深沢さんに試験管の口に指を近づけてもらい、空気の震えを感じてもらいました。

これは空気は熱するとふくらみ、冷やすと縮む性質を利用しています。スチールウールの見えている部分は熱せられとても熱くなり、周りの空気もとても熱くなっています。ティッシュで囲まれた方は水で冷やされそれほど熱くなりません。

あるきっかけでスチールウールの中の熱い空気が冷たい方へ移動すると、急に冷やされ空気は縮み、縮むとまた熱い方へ移動します。これがすばやくくり返されることで空気の振動がうまれ、それが音としてわれわれの耳に聞こえるわけです。