今回はそんな2つの言葉の違いや意味を、英語や例文などを交えながら、少女向け作家兼ライターのさらささらと一緒に解説していきます。
ライター/さらささら
少女向け作家兼ライター、神社や名所を訪ねるのが趣味。お話のネタにするため様々な雑知識を集め、わかりやすい言葉で説明。
「共鳴」と「共振」の違いとは
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皆さんも、漫画やライトノベルなどで、こんな台詞を耳にしたことがありませんか?「俺と貴様の剣が共鳴している!」、「この波動、それはお前の技が大地神ガイヤと共振したのだ」……などなど。盛り上がるシーンで使われていることが多い言葉ですよね。
そんな「共鳴」と「共振」ですが、この2つの違いとは一体なんなのでしょうが?こちらでは、その違いや意味について色々と調べてみたいと思います。
共振とは物体の固有振動数
外部から力を加えなくても、その物体自身が振動を続ける現象を「固有振動」と言います。物体にはそれぞれ固有の振動数があり、1秒間に物体が振動する回数が「固有振動数(単位=Hz・ヘルツ)」。つまり、1秒間に30回振動すると30Hzになるのです。
例として、同じ重さの重しを付けた振り子が、A~Dの順番で4つあるとします。この4つの振り子は、1本の棒に等間隔で吊るされており、重しを付けた糸の長さは順に、Aは4㎝、Bは3㎝、Cは4㎝、Dは5㎝です。ここで、振り子Aを振動させる(=揺らす)と、実は隣のBではなく、触ってもいない振り子Cも徐々に振動を(=揺れ)始めます。
このように、それぞれ(個々)の物体が持つ「固有振動数」と同じ振動数(=揺れ)を外から加えることで、物体が振動を始める現象を「共振」と言うのです。
例)
・テーブルの上に、100Hz の固有振動数を持つ物体Xと、110Hz の固有振動数を持つ物体Yと、120Hz の固有振動数を持つ物体Zを置きます。
・3つの物体が置かれたテーブルに 110Hz の振動を与えると、直接触れていない物体Yだけが振動(=揺れ)を始める。
・これが共振です。
共鳴は音に関する共振現象
前述した「共振」現象のうち、“音”に関するものを「共鳴」と言います。
例えば、同じ固有振動数を持つ共鳴箱付き音叉(おんさ)AとBの2つを並べ、Aを鳴らすとBも鳴り始めてしまうのです。
※共鳴箱については以下の引用を参照。
原理は次の通り。
1.叩かれたAの音叉→Aの共鳴箱を揺らす。
2.空気を伝わってBの共鳴箱が揺れる→Bの音叉が鳴る。
つまり、固有振動数が違う音叉同士では共鳴は起こりません。
【ここまでのおさらい】
・電気振動など=共振
・音に関する共振現象=共鳴
……と呼びます。
〘名〙 共鳴器の一つ。一定の振動数の音にだけ共鳴するように作られた中空の箱。音叉(おんさ)の柄に取り付ける木箱など。共振器。共振箱。
(出典:コトバンク,https://kotobank.jp/word/%E5%85%B1%E9%B3%B4%E7%AE%B1-53071)
「共振」は地震と建物にどんな影響があるの?
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実生活で「共振」を感じる例と言えばやはり、日本に住む私たちなら「地震」があげられるかもしれません。
地震と言えば、最も怖いのが爆発的なエネルギーで引き起こされる“揺れ”ですが、これにも共振が大きく関係しているようです。
震源から伝わる揺れ
「地震大国日本」などとも呼ばれていますが、日本で地震が多い理由に複数存在するプレートが関係していると言われています。
地震が起きるシステムを簡単に説明すると、日本周辺には海のプレート(太平洋プレートとフィリピンプレート)や陸のプレート(北米プレートやユーラシアプレート)などが複雑に入り組んでおり、これらのズレや動きにより地震が多発するのだそうです。
そんな日本で地震が起きた時、同じ場所に建っていながら物凄く揺れる建物とそうでもない建物、または倒壊する建物としない建物がありますよね。あれは、建物自体の強度や築年数の差も大きな要因ですが、実は「共振」が関わる場合もあるのです。
例えば、震源地から地面の揺れが伝わった際に、建築物の固有周期と、建築物が建つ地表・地盤の固有周期が同じだった場合、共振によってその揺れが大きく増幅されてしまいます。
ちなみに、マンションなどの説明で免震、耐震、制震などの言葉を耳にするかと思いますが、これらは”地震の揺れ”に対する耐震構造です。
主に以下の3つがあげられます。
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