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楽器はどうやって音を出す? 弦・空気・太鼓のしくみを解説

楽器はどうやって音を出すのでしょう? ギターの弦、ふるえるくちびる、太鼓の皮が振動を生むしくみと、大きな楽器ほどたいてい低い音になる理由を紹介します。

ギターの弦をはじいて、よく見てみてください。一瞬、弦がぼやけて見えるはずです。1秒間に何十回、ときには何百回も行ったり来たりしているからです。このふるえは「振動」と呼ばれ、すべての音はここから始まります。

振動しているものは、まわりの空気を押して、空気がぎゅっと縮んだり引きのばされたりする波を送り出します。その波が耳に届くと、脳がそれを音として聞きとります。楽器とは、振動を生み出し、それを思いどおりにあやつるための、よくできたしかけなのです。

高い音と低い音

音が高く聞こえるか低く聞こえるかは、ものがどれだけ速く振動するかで決まります。速い振動は高い音を、ゆっくりした振動は低い音を生みます。ほとんどの楽器に当てはまる、便利なルールがあります。

  • 短いほど高い:短い弦や短い管は、高い音を出します。
  • ピンと張るほど高い:弦や太鼓の皮を強く張ると、音が高くなります。
  • 細いほど高い:細い弦は、太い弦より高い音が出ます。
  • 大きいほど、たいてい低い:コントラバスがバイオリンより低く、チューバがトランペットより低い音を出すのはそのためです。

弦楽器:はじく、こする、たたく

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楽器ギター

ほとんどのギターは弦が6本ですが、7本、8本、12本のものもあります。

ギターは、弦が1本ずつ違う音に調律されています。フレットのところで弦を押さえると、振動できる部分が短くなるので、音が高くなります。アコースティックギターの空洞になった木のボディは、弦といっしょに振動して、音をぐっと大きくしてくれます。

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楽器バイオリン

多くのバイオリンの弓には、本物の馬のしっぽの毛が使われています。

バイオリンのしくみは少し違います。弓の毛には、松やに(ロジン)という、木からとれるねばねばした樹脂がぬられています。弓を動かすと、毛が弦をつかんではすべらせ、またつかむ。これを何度もくり返すので、弓が動いているあいだ、弦は振動し続けるのです。

ピアノは、この仲間の意外なメンバーです。鍵盤を押すと、フェルトで覆われた小さなハンマーが動いて、中の弦をたたきます。つまりピアノは、弦楽器であると同時に打楽器でもあるのです。

管楽器:空気の柱

管楽器で振動しているのは、管の中の空気です。その空気を動かしはじめる何かが必要で、楽器ごとに独自の工夫があります。

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楽器トランペット

トランペットのピストンは3つだけですが、くちびるの使い方でたくさんの音が出せます。

トランペットでは、演奏者のくちびるがその役目を果たします。マウスピースに当てたくちびるをブルブルとふるわせると、管の中の空気もいっしょに振動します。ピストンを押すと、空気が追加の管を通るので、管が長くなって音が低くなります。くちびるのふるわせ方を変えれば、同じピストンからたくさんの違う音を出せるのです。

サックスは、マウスピースに当たって振動する薄い「リード」を使います。金属でできているのに木管楽器に分類されるのは、このためです。フルートにはリードがまったくありません。演奏者は穴のふちに息を吹きつけ、空気の流れを分けて、ひらひらとふるわせるのです。

太鼓:波打つ皮

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楽器太鼓

太鼓はとても古い楽器のひとつで、何千年も前から演奏されています。

太鼓で振動するのは「ヘッド」と呼ばれる面の部分です。枠にぴんと張られた、薄い皮やプラスチックの膜のことです。たたくと、トランポリンのように波打ちます。強く張った皮ほど高い音が出て、大きな太鼓ほど深くて低い音が響きます。オーケストラのティンパニには、皮を締めたりゆるめたりするペダルまでついていて、きちんとした音程を演奏できます。

シンバルやベル、木琴のようなほかの打楽器には、皮はまったく必要ありません。楽器そのものが丸ごと振動するのです。

ルールを実際に耳で確かめてみませんか? 水の量を変えたガラスびんをいくつか並べてみましょう。びんの口に横から息を吹きかけると、いちばん水の多いびんがいちばん高い音を出します。空気の柱がいちばん短いからです。今度はスプーンでそっとたたいてみてください。いちばん水の多いびんが、いちばん低い音になります。今回振動しているのはガラスと水で、水が多いほど振動がゆっくりになるからです。

ミニクイズトランペットで振動を生み出すのは?

Spinboでは、楽器は「ビッグステージ」のワールドにいて、ルーレットのうしろを小さな音符がふわふわとのぼっていきます。ルーレットをまわしてギターやピアノ、バンジョー、アコーディオンを引き当てたら、その名前とわかりやすい事実をひとつ、あなたの言語ともうひとつの言語で読み上げてくれます。

Spinboで回してみよう

このカードがルーレットで待っています。回して、9か国語で聞いて、スターを集めよう。

それから、びんを手に取って、口に横から息を吹きかけてみましょう。それだけで、もう物理で音楽を奏でていることになります。

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