音の波形ラボ
音を鳴らしたりマイクで拾ったりして、波形を見てみよう。
⚠️ 音量注意:イヤホン・ヘッドホンのときは、一番小さい音から少しずつ上げてください。周りに人がいるときも音量に気をつけましょう。
440Hzは楽器の音合わせに使う「ラ」の音です。同じ形のまま高さを2倍にすると、音は1オクターブ高くなり、波は2倍細かくなります。
🎤 マイクの音は表示するだけで、録音も送信もしません(すべて端末内で処理)
下のボタンを押すと、ブラウザがマイクの使用許可を求めます。「許可」を選ぶと、声や音の波形と周波数のグラフが表示されます。手をたたいたり、「あー」と声を出したり、楽器を鳴らしてみましょう。
マイクを許可しなくても「音を出す」発振器はすべて使えます。
🔒 すべてブラウザ内で処理・音声やデータは送信されません(録音・保存なし)
音の三要素 — 高さ・大きさ・音色
音は、空気のふるえ(波)が耳にとどいて聞こえます。その音は、次の3つのことで決まります。このラボで、3つを1つずつ変えて確かめてみましょう。
高さ=周波数
1秒間に波が何回繰り返すか(Hz=ヘルツ)。回数が多いほど波は細かく、音は高くなります。
大きさ=振幅
波の縦の高さ(振幅)。高いほど大きい音になります。周波数はそのままで、縦の大きさだけが変わります。
音色=波の形
波の形(サイン・三角・矩形など)。高さと大きさが同じでも、形が違うと違う音色に聞こえます。
📖 使い方・くわしい説明
使い方
① 音を出す(発振器)
- 「音の高さ(周波数)」スライダーを動かして、出したい音の高さを決めます。数字が大きいほど高い音です。
- 「波の形」でサイン波・三角波・矩形波を選びます。同じ高さでも、形で音色が変わります。
- 「音量」を一番小さいところにしてから「音を鳴らす」を押します。少しずつ音量を上げて、ちょうどよい大きさにします。
- 波形を見ながら、高さを変えると波の細かさが、音量を変えると波の縦の大きさが、形を変えると波の形が変わるのを確かめましょう。
- 終わったら「止める」を押します。ページを閉じたり、ほかのタブに移ったりしても、音は自動で止まります。
② 音を見る(マイク)
- 「音を見る」に切り替え、「マイクをスタート」を押して「許可」を選びます。
- 上のグラフに「波形」、下のグラフに「周波数スペクトル」が表示されます。手をたたく・声を出す・楽器を鳴らすと、形が変わります。
- 低い声と高い声では波の細かさが、大きい音と小さい音では縦の大きさが変わります。母音(あ・い・う・え・お)を出すと、スペクトルの山の出方が違うのが見えます。
- 終わったら「マイクを止める」を押します。マイクの使用も止まります。
「高い音は波が細かい」とは?
周波数は「1秒間に波が何回繰り返すか」を表し、単位はHz(ヘルツ)です。 20Hzなら1秒間に20回、2000Hzなら1秒間に2000回もふるえています。 同じ時間の中で比べると、高い音ほど波の数が多く、1つ1つの波はせまく(細かく)なります。 発振器で高さを変えながら波形を見ると、このことが目で確かめられます。 人が聞こえる音は、だいたい20Hzから20000Hzくらいまでといわれています。
波の形と音色
サイン波は一番単純でまるい形の波で、やわらかいすんだ音がします。 矩形波は上と下を行き来する角ばった波で、ブザーのようなするどい音に聞こえます。 三角波はその中間くらいの音色です。 実は矩形波や三角波は、たくさんのサイン波が重なってできています。 マイクモードで矩形波(発振器の音をスピーカーから出してマイクで拾う)や自分の声のスペクトルを見ると、 1つの高さだけでなく、いくつもの山(倍音)が出ているのが分かります。
自由研究のヒント
- 440Hzと880Hz(2倍)を聞き比べて、「1オクターブ高い」とはどういうことか調べる。
- 同じ高さのまま、サイン波・三角波・矩形波を聞き比べて、音色の違いを言葉で書く。
- マイクモードで、いろいろな母音(あ・い・う・え・お)を出して、スペクトルの形をスケッチして見比べる。
- 楽器やリコーダーの音をマイクで見て、波形が声とどう違うか調べる。
よくある質問
- マイクの音はどこかに送信されますか?録音されますか?
- 送信も録音もされません。マイクの音はすべてお使いのブラウザの中だけで波形とスペクトルに変えて表示するだけで、外部のサーバーに送られたり、保存されたりすることは一切ありません。「音を見る」を終わったり、ページを閉じたりすると、マイクの使用も止まります。「音を出す」の発振器はマイクをまったく使わないので、マイクを許可しなくても全部の機能が使えます。
- 音が出ません。どうすればいいですか?
- まず「音を出す」モードで、音量スライダーが0になっていないか、パソコンやスマホ本体の音量・マナーモードを確認してください。iPhone・iPadでは本体側面のスイッチが消音になっていると、ブラウザからの音が鳴りません。それでも鳴らないときは、いちど「止める」を押してから、もう一度「音を鳴らす」を押してみてください。音を鳴らすボタンを押した瞬間から音が始まります(ブラウザのきまりで、ボタンを押す前は音を出せません)。
- 耳やスピーカーをいためませんか?
- 大きすぎる音は耳をいためることがあります。とくにイヤホンやヘッドホンを使うときは、音量スライダーを一番小さいところから少しずつ上げてください。とても高い音(2000Hzに近い音)や大きい音を長い時間出し続けるのはおすすめしません。周りに人がいるときは音量に気をつけましょう。
- 波の形(音色)を変えると何が変わりますか?
- 音の高さ(周波数)と大きさ(音量)が同じでも、波の形が違うと「音色」が違って聞こえます。サイン波はまるくてやわらかい音、矩形波(しかくい波)はブザーのようなするどい音、三角波はその中間くらいの音です。同じ高さのまま形だけ切り替えて、聞こえ方がどう変わるか聞き比べてみましょう。
- iPhoneやAndroidのスマホでも使えますか?
- 使えます。「音を出す」発振器はスマホのブラウザでもそのまま動きます。「音を見る」マイクを使う機能は、iPhone・iPadのSafari、AndroidのChromeなどで動き、はじめに「許可」を選ぶとマイクが使えます。iPhoneで音が出ないときは、本体側面の消音スイッチとマナーモードを確認してください。