もう何度も定在波の怖さを言ってきました。それでもまだ足りない感じで、ここではその発生から結果まで、もう一度詳しく説明します。 定在波の発生 ◆　定在波というのは、音源から進行してくる波と、反射して戻る波が重畳（重ね合わさること）して、特殊な状態になることです。 ◆　重畳するときに、いつも波の山側と山側、谷側と谷側が出会う場所では一層強い山、谷になります。この場所では二つの山、谷が一緒になって２倍の強さになります。 ◆　しかし、その直ぐ隣では、いつも山側と谷側が出会う場所もあります。この場合は重畳すると打ち消しあって、山谷が無くなる、すなわち音の無くなる場所が生じます。 ◆　そうすると、進行波と反射波が重畳するとき、ある場所では強い波が発生し、ある場所では音の無くなる場所ができます。 ◆　これを次の図で説明します。 　 ◆　まず、左の�Jを見て下さい。これは左からやって来た進行波（実線）が右の固い壁で反射して点線のような反射波となり、それが行き渡った状態で、かつ、進行波と反射波が完全に逆位相で出会った瞬間です。 ◆　その瞬間は加算された二つの波は打ち消しあって、波は「ない」状態になります。右側の�J'です。 ◆　その一瞬が過ぎると加算がゼロにならず、波が姿を現します。 右側の�K'のようにです。 ◆　次には左の�Lのように、今度は同位相の瞬間がやってきます。両者は合算されて２倍の振幅になります。右の�L'のようにです。 ◆　以下同様にして、合成された波は、ある瞬間はゼロに、次の瞬間は大きな波になります。 　さてここで、右側の�J'から�P'までの波の状態を眺めると、このような合成された波には次のような特徴のあることが分かります。 �@　x−０／x−２／x−４などの場所は振幅の大きな場所で、x−１／x−３等の場所はいつも打ち消しあっていて波は見えない。 �A　この波は「移動しない」。 　実は、この「移動しない」という特徴から「定在波」と呼ばれているのです。 �B　壁から１／４波長の波のない場所は「音圧の節（ノード）」といいます。 �C　壁際、及び、壁から１／２波長の、盛大に波の出る場所は「音圧の腹（ループ）」と言います。 　このような定在波の発生する条件は、壁と壁の距離が１／２波長になったときです。それ以上波長が長い低周波では定在波はできません。 　さて、壁間距離が１／２波長の周波数というと、３．４メートルの壁間距離ならば５０Ｈｚです。図のx−０とx−２が３．４メートルの場合です。このような一番低い周波数の定在波を「モード１」の定在波と言います。 　次に図のx−０とx−４の距離が３．４メートルと考えると、定在波は２倍の周波数になっています。（３．４メートルで１波長だから１００Hz） 　このように、最低周波数の２倍の定在波は「モード２」です。このようにして考えると、ある壁間には１／２波長を最低として、その整数倍の無数の定在波が生ずることが分かります。 　部屋の基準振動（ノーマルモード） 　ここまでの説明は壁が２枚という簡単な例ですが、部屋は６枚の壁で囲まれています。したがって、左右の壁同志、前後の壁、床と天井のように向かい合っている壁の間ではそれぞれの壁間距離によって決まる定在波が発生します。これがもっとも基本的な立場の定在波で、この定在波を「軸波」といいます。 　次は、左壁と天井がチームを組み、右壁と床のチームに対向して定在波をつくります。これが「接線波」です。 　更に今度は、部屋の隅（８個所ある）が斜め方向に反対側の隅に向かって定在波をつくるのです。これは「斜め波」といいます。 　こうなると部屋の中は無数の定在波の大混乱状態になるわけですが、これが実態なのです。 　２枚の壁間では簡単に定在波の周波数を求められましたが、部屋の場合は簡単ではなく、次の式を使って計算します。 　部屋の寸法は先に決まっていますからその数値をＬ、Ｗ、Ｈに入れます。ついで、ｘ、ｙ、ｚの所にモードを指定する、１とか２とかの数値を入れます。もし０をいれると「その方向の定在波はなし」という場合のことです。仮にxに１をいれ、他のy、zに０を入れますと、０の入った項はゼロなので、Ｌ方向のモードだけが残って、この場合は長さＬ方向の定在波の、一番低い周波数を求めることになります。 　そこで、モードを指定するときに次のように書きます。 （１．０．０）　　Ｌ方向が１で他はゼロ。これは軸波です。 （１．１．０）　　Ｌ方向とＷ方向が１でＨ方向はゼロ。これは接線波です。 （２．１．０）　　この場合はＬ方向が２、Ｗ方向が１、Ｈ方向がなしというモードです。接線波ですが周波数は当然高くなります。 （１．１．１）　　すべての方向に１のモード。斜め波になります。 　では具体的にはどの程度までの定在波を計算するかというと、実用上は（２．２．２）程度までです。それでも上の式を２６通り計算することになりますが。 　このような室内の定在波のことを「基準振動（ノーマルモード）」と呼びます。次の図は室内に基準振動が発生したら音圧の腹、節はどんな姿になるのかという例です。 　上の図はＬ方向（長さ方向）の定在波だけがあるモード（１．０．０） の図です。濃い部分が音圧の腹で音の強い場所、薄い部分が節で、音の弱い場所を示しています。 　下の図はＬがモード２、Ｍがモード１の両方にある場合で、全体としてはモード（２．１．０）のものです。 　この基準振動、すなわち定在波がオーディオにどんな影響を与えるかは次回に説明します。

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