【小4理科／物理】空気中での音の伝わり方、固体・液体中の違い｜中学受験のツボ［理科編］

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こんにちは。
理科講師兼受験アドバイザーの山崎です。

今回のテーマは「音」。

音はどのような原理で伝わっているのか？
雷が外で落ちたとき、なぜ光ってしばらくしてから音が鳴るのか？

音はとても身近な存在ですが、よくわからないことも多いもの。

とはいえ、音の伝わり方や速さを理解することは、中学受験で重要な役割を果たすだけでなく、日常生活でも役立ちます。

音の伝わり方

空気中では、音源（楽器・声など）が振動することで周囲の空気も振動します。

振動した空気は、空気中にある“小さな粒たち”を次々に圧縮（密度が高くなる）させたり、膨張（密度が低くなる）させたりします。

これらの圧縮と膨張の波が、空気中を伝わって耳に届き、音を感じます。“小さな粒たち”が“伝言ゲーム”をしているイメージですね。

固体中（壁・床・扉など）でも音は伝わります。これは、物体内部にある“小さな粒たち”が振動を伝えた結果です。

振動が物体に伝わることで、物体の反対側に音が伝わり、そこで再び空気を通じて聞こえます。固体中でも、基本的には空気中と考え方は同じです。

また、液体中でも音は伝わります。

水やほかの液体中で音波が発生し、液体中の“小さな粒たち”が振動するわけです。

水中のほうが音は速く伝わる

水中や液体中では、音は空気中よりも速く伝わります。

これは、液体のほうが「弾性率」が小さいためです。

ちょっと難しい言葉ですが、弾性率とは、簡単に言うと「物体が押したり引いたりした後にもとの形に戻る程度」を示すものです。

たとえば注射器に水を入れて、押し出すとします。押された物質は圧縮しますが、このとき空気と比べて水は縮みにくいのです。

そのため、空気より水のほうが音が伝わりやすくなります。もちろん固体も縮みにくいので、音が速く伝わることになります。