音波の定常波～音が大きいのは定常波の腹？それとも節？

音波の定常波(定在波)ができているとき，大きな音が聞こえるのは定常波の腹のところでしょうか？それとも節のところでしょうか？
豆電球付きのコンデンサマイク（音が大きいところで豆電球が明るく輝きます）を使って調べてみましょう。
#高校物理 #クントの実験

[@1750tv]

豆電球の明るさで音の大きさを表現され、直感的でわかりやすく興味深い実験ありがとうございます。
これをコンデンサーマイクにオシロスコープを繋いだ場合、オシロスコープの振幅の大小は疎密の大小でということでしょうか？そうなると、いわゆる水面波の干渉の波の振幅と異なるため非常にややこしいですね…。
水面波の干渉の場合「波の振幅が最大」という表現は山と山、谷と谷が強め合うので直感的でわかりやすいですが、
音の干渉の場合「音の振幅が最大」というと音の変位の山と山、谷と谷が重なって、変位は最大になる。が、音は最小となる。
また、音の干渉のスピーカーから出ている音が同位相の場合、音の振幅で見れば逆位相という話も混乱してしまいますね。
音の場合、変位を振幅とするのではなく、疎密を振幅として表現した方がしっくりくることもあるかもしれませんね。
どのように学生に教えてらっしゃるのか、上手な方法があったら教えてください。

[@須磨保太郎-s2y]

現物で動きを見て音の大きさも可視化され、とても分かりやすかったです。
更に深堀りしたいのですが、
・節では空気分子の疎密＝圧力の変化が大きく、腹では位置の変位＝流速の変化が大きい
・音が大きく聞こえるというのは、耳が流速変化ではなく圧力変化に反応するセンサーである
・耳が圧力に反応するのは鼓膜の奥に密閉された空間があるから
・コンデンサーマイクも圧力に反応するので気柱の軸に垂直な方向を向いてても圧力を受けられる
と推測しました。
一方ダイナミックスピーカーは、密閉されていないコーンで空気の変位を受けて、コイルと磁石によって電気信号を作れますが、
アクリルパイプ内径より少し小さい直径のスピーカーをトランペットスピーカーと向き合わせて入れた場合には
コンデンサーマイクとは異なり、腹の位置で信号が大きくなるのでしょうか？

[@murata1028]

はじめの4点、ご指摘の通りです。
また、コンデンサマイクではなく裸のダイナミックスピーカーをマイクとして使った場合は「腹」で大きな出力が得られると思います。まだ自分でやったことはありませんが、そのような実践を文献で見たことがあります。

[@須磨保太郎-s2y]

@@murata1028 そもそもの前提となる「音が大きく聞こえるというのはどういうことか」をふんわりとしか考えていなかったので、なぜ節で大きく聞こえるのかが今回よく理解できました。ありがとうございました。