『建築音響工学総覧 』第4巻 定在波 と音響障害（Page 1）第1章 定在波と音波は異なる物理現象！
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第1章 standing wave（定在波）は音波とは異なる物理現象！
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standing wave（定在波）は平行した壁面間で繰り返される「初期反響（エコー）」のうち、壁面同しの間口・奥行き・天井高さに相当する特定の周波数成分が引き起こす複合現象で、通り過ぎていく音波ではありません！
※有名な現象では、タイヤの振動が引き金となる「スタンディングウェーブ」が有名です。
「音圧変調停留域」であり、別の見方をすればBad modification（改悪）！を行う「Modulation zone、Modulator（変調器！）」です。
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★第1節 "定在波"は"音波"と別物！
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人が耳にしている音波は"周期"を持った空気（気体）の圧力変動現象です！
通常の音波は伝播する媒体の持つ固有の物理定数"弾性率"と"密度"の関係で表される"音速"で伝播していきますが...
（※第2巻 音響工学の基礎知識（音の反射と指向角 ）を参照ください）
定在波は、同じ位置（閉鎖された空間）にとどまって圧力変動（振動）を続ける「停留圧力（音圧）振動」です。
つまり、「通りすぎていく音」ではなくて、いつまでも振動続ける音圧変化なのです！
これが他の音響現象と異なる点で、勘違いして簡単に考えると、手痛いしっぺ返し（音響傷害？！）を引き起こしてしまいます！
なので、"節目"に当たるゼロクロスポイントでは「全ての音」が瞬間的に消失します！
また振幅（音圧）増幅効果もあり、耐えられない大音響も誘発します！
さらに困ったことにこれらのポイントは両壁面間を周期的に彷徨（さまよ）い続けます！
定時波が停留（居座って）しているエリアは
定時波が生じて（居座って）いるゾーンは「Amplitude modulator （振幅変調装置）」として作用しています！
（音量）と音色（周波数スペクトル）のBad modification（改悪）！を行っているソーンです。
つまり"なに（残響）をさておいても"万全を尽くして定在波の発生を阻止しなければなりません！
エコールーム（※00）でさえ徹底的に（並行対抗面を無くす）対策を行い、定在波による音質劣化（周波スペクトル（音色）の変化）に対する配慮がされています。
ホールで定在波の発生を容認？する壁面デザインを施した場合には「谷間を作って」高さ方向で避ける以外は逃げ場はありません！
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参※00）エコーチャンバーについてのWikipediaの関連項目は こちら。
★第2節 平行する壁面間で起こる初期反響（エコー）が原因！
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完全平行する鏡の間に立った時に両側面の鏡には自分の虚像がほゞ無限に続くわけですが、これと同じように、完全に平行した「大きな壁面間」では「エコー（山彦）」が生じて、光同様に拡散による減衰で（聞こえ）無くなる程度まで「初期反射」（※10）が繰り返されます。
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第1項 壁面では音圧（音量）は"０ｄB"
この時に入射する直接音と初期反射波は互いに打ち消しあい壁表面では常に音圧が"0"となる「ゼロクロスポイント」が生じています。
（※詳しくは第2巻 音響工学の基礎知識 音響インピーダンスと反射波の位相 をご参照ください。）
第2項 反射波→エコー→定在波となる
こうして、この「導波エリア；ミステリーゾーン」では両壁間を反復する音「エコー」が続く限り、見かけ（聴感）上 "留まっているように見える,進行しない「音速0m/sの音圧変動波！」"が生じて波形（音色）を変化させてしまうわけです、これが定在波の正体です！
参※10）第5巻 「エコー」と「後期残響」は別物参照。
参※11）片耳を壁面に耳近ず僅かに（数ｍｍ）離してみれば音が極端に小さくなっていることを実感できます。更に護岸工事された公園の池の畔やプールなどで水打ち際では「さざ波」が消える事でも確認できます。
★第3節 定在波には"倍音列成分"も含まれている！
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第1項 定在波の成分は単一周波数では無い！
両壁面で"音圧0"のゼロクロスポイント（節目）ができる定常波の周波数成分には、
"両壁表面の節目"を結ぶ半波長！真ん中に「節目」のある1波長、2つの（節目）のある1.5波長、同じく3つの節目を持つ2波長、4つの節目の2.5波長、5つの節目の3波長...等いくつもの定在波が合成された定在波が生じます。
第1目 両壁間が20mであったと仮定した場合の節目の数と定常波成分の関係
※気温28℃、1気圧1013hPaの場合
- ※節目2つの1波長定在波；波長；λ＝40ｍ 周波数ｆ≒8.7Hz
- ●節目3つの1波長定在波；波長；λ＝20ｍ 周波数ｆ≒17.4Hz
- ●節目4つの1.5波長定在波；波長；λ≒13.3ｍ 周波数ｆ≒26.1Hz
- ●節目5つの2波長定在波；波長；λ＝10ｍ 周波数ｆ≒34.8Hz
- ●節目6つの2.5波長定在波；波長；λ≒8ｍ 周波数ｆ≒43.6Hz
- ●節目7つの3波長定在波；波長；λ＝5ｍ 周波数ｆ≒52.3Hz
この場合0.5波長、1波長の定常波は可聴音域（20～20KHz）外に追い出され低周波振動成分ですが...
※クリックすると階大画像が見られます。
Wikipediaの動画では（音響学会（音響設計事務所）の意向で？）2波長の正弦波（サインウェーブ）で説明されていますが...
実際には"同時多発テロ？"のように、両壁面が"節"となる周波数成分が生じているわけでこれら全てが累乗された上図のように複雑な波形になります！
第2項 更に困ったことに...
さらに前途したように伝播しない「音速0m/s」の停留現象なので、
第1目 滞留現象なので、ゾーン内の楽音を変化！させてしまう
壁面間にとどまって、音圧（音量）を変化させる音圧変調（modulation）要素なので、音圧（音量）、波形（周波数スペクトル；音色）全てを変化！させてしまうことになります。
第2目 高次定在波を抑制しないと複雑！変動し続ける
上図は、"2波長の定在波の腹"の部分が"最大振幅"となる時間での定在波の"音圧分布図"であり、"時間変化と共に複雑な波形"となり、壁面間のエコーが無くなるまでその場に居座り続けます！
つまり後述する定在波の節「ミステリーピット（落とし穴）」と「定在波の腹」「amplify area（増幅域）」は常に「導波エリア；ミステリーゾーン」を「さまよい続け」て、
為にミステリーゾーンでは「周波数特性が著しく乱れ」て「各楽器の音色」が変化して、左右に移動（振動）するミステリーピットの為に「楽音消失」等のとんでもない定在波音凶傷害！が生じるわけです。
第3目 高次定在波の抑制がポイントに
つまり、事項以降で詳述する健康被害！に通じる、低周波（重低音）定在波を抑制することも大事ですが、
定在波（ゼロクロスポイント）の"徘徊"を防ぐには、高次定在波を抑制！することが最重要となります。
★3-3-1 高周波成分は内装で抑制！可能
但し、高周波数成分は後述する壁面意匠に留意すれば"散乱・拡散"減衰させることもできて"2波長以上の"周波数成分"は生じ難い？と考えても差し支えはありません。
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公開：2017年9月22日
更新：2024年12月15日
投稿者：デジタヌ
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