#061 両端のないピアノ(10)

「FREEP!K」　より借用・加工

■１■ここまでＡ＝440Hzを中心に調律したピアノの左端に、順次下位７オクターブ分のピアノ構造を増設して、その周波数･振動数に対応させたタイムスケール(時間尺度)を見て来たが、下図は同様にしてピアノの右端に周波数比を上げながら(音波としてだけでなく振動数としても)重ね見ることを示したものだ。

■２■左の<１>の位置にあるのが通常のピアノで、順次増設して行くピアノ内の小さなコマの連続数字は基音Ａ＝440Hzからのオクターブ数を表している。ピアノ構造に重ねて世界を｢音｣としても捉え見る視座を提示するのが眼目なので、上位方向は全てでなく対比として面白い部分だけをピックアップしたい。

■３■｢数は３から始まる｣と表現したが、最も低い｢音波｣も３Hzから始まる。３つ､２つ､１つの｢極｣の字が付く極極極超長波･極極超長波･極超長波の周波数はそれぞれ３〜30Hz､30〜300Hz､300〜3000Hzだ。前２つは潜水艦の通信に使われる。電磁波だが敢えて周波数を｢音｣扱いすれば､最初の〜20Hz以外は可聴帯域である。

■４■次の超長波は3000〜30000Hzだが、後半の25000Hz以降は音としても可聴帯域を外れる。その後も音波は3000000000000Hzまで続くが､電波より高周波の電磁波には赤外線･可視光線･紫外線･Ｘ線･ガンマ線がある。以降は桁数が多く煩雑になるので､キロ(k)､メガ(M)､ギガ(G)､テラ(T)(※)と倍量表記で表わす。

■５■振動を全て｢音｣と括り、多重連ピアノに対応させるために、定義を再確認しておこう。｢音波｣とは物質の圧力が周期的に変化する疎密波で、媒体がないと伝わらない。｢電波｣は日本の電波法によれば、周波数が3000000000000Hz(３テラヘルツ)以下の電磁波を指す。媒体を必要とせず常に光速で伝播する。

■６■電波の帯域は長波(LF)が30kHz〜300KHz、中波(MF)は300kHz〜３MHz、短波(HF)は３MHz〜30MHz、超短波は30MHz〜300MHzと定義されている。それらは基音から第２ピアノの<６>オクターブ上の半ば〜第４ピアノのほぼ中央までに相当する。10進法的発想とは別に上図ではその４帯域を色分けして示してある。

■７■第４ピアノで最初の<18>オクターブの中に、日本FMラジオMHzの帯域の76〜90MHzが収まり、<20〜21>オクターブの中に日本地上デジタルTV放送(460MHz〜770MHz)が収まっている。2.4〜2.4853GHzのBluetooth通信周波数は<23>オクターブ内に収まり、電子レンジ､無線LANのISMバンドの2.45GHzもそこにある。

■８■陽子55個中性子78個のセシウム133という原子がある。これに波長3.3cmのマイクロ波を当てると、安定した最外層の電子軌道が励起軌道に変わる。このマイクロ波の周波数9192631770Hzが１秒の定義の元である。この周波数はＡ＝440Hzから25オクターブ上のＡの半音上のＡ#(9283294986Hz)に非常に近い。

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(※)それ以降もエクサ(E)ゼタ(Z)ヨタ(Y)ロナ(R)クエタ(Q)…と３桁区切りで続く。

rewitten on 20240316 Saturday