《音色、音階》って何だろう?

物理学

大人になっても知りたがり

知識を『まったり探求』している

タクヤの備忘録です。

僕らが当たり前に耳にする《音》

ふと不思議だなっと思い調べてみました。

音の基本

Wikipediaより


物が動き、こすれ、また、ぶつかって出る空気の震え(=疎密波)が耳に届いて聞こえるものである。音響(おんきょう)とも呼ばれる。

音は、物体が振動することで発生し、その振動が空気を伝わって耳に届くことで感じるもの。

横軸 : 周波数(ピッチ) 

波が速く振動すると高い音、遅く振動すると低い音として聞こえる。

縦軸 : レベル(音量)

振幅が大きいと音が大きく、弱いと音が小さく聞こえる。

騒音は、波の不規則によって起こる。

基準音

楽譜やチューニングの際、音を表現するのに基準がないと同じ音を再現できないので、世界で統一することとなりました。

国際標準の基準音『A440』

A440とは、A(ラ)を基準の音とし、その時の周波数は440Hzである。

《19世紀初頭に制定》A(ラ) = 440Hz

※イ長調や、 Aメジャースケールとも呼ばれる。

自然界にあるほとんどの音(周波数)は

少数点を含む数字が多い中、『整数』だった440HzをA(ラ)に起用。(諸説あり)

音律の歴史

大まかには

ピタゴラスが音律の元を作る。

和音を意識して作られた純正律へ。

・コンサートピッチとしてA440を標準に採用。

平均律で転調、移調を容易にし、

Cメジャー(ハ長調)を軸にすることにより、♯.♭を含まない白鍵のみでの演奏を可能にした。

ピタゴラス音律

古代ギリシャの数学者・哲学者ピタゴラス(BC.570-495)が発見した音律。

起源は紀元前6世紀頃。
中世ヨーロッパでも広く使われ、ルネサンス期まで主流。

弦の長さが特定の比率になると、美しく調和する音が出る。

例えば、弦の長さが1:2のとき、つまり弦を半分にすると、1オクターブ高い音が出ます。特に完全5度(3:2)の音程に基づいて音階を構築。

純正律

紀元前から存在したが、特にルネサンス期(15~16世紀)に発展。合唱や弦楽器など、和音の響きを重視する音楽に使用された。

ピタゴラス音律の限界を補うために、和音の中で特に重要な音程を自然倍音に基づいて調整。


ラ440Hz × 3/2倍 = ソ660Hz
ラ440Hz ÷ 5/3倍 = ド264Hz

純正律と倍音

ド(C)の倍音 ハ長調

ド(C): 264Hz
レ(D): 264Hz × 9/8 = 297Hz
ミ(E): 264Hz × 5/4 = 330Hz
ファ(F): 264Hz × 4/3 = 352Hz
ソ(G): 264Hz × 3/2 = 396Hz
ラ(A): 264Hz × 5/3 = 440Hz
シ(B): 264Hz × 15/8 = 495Hz
次のド(C): 264Hz × 2 = 528Hz
ラ(A)の倍音 イ長調

ラ : 440Hz
シ : 440Hz × 9/8 = 495Hz
ド#: 440Hz × 5/4 = 550Hz
レ : 440Hz × 4/3 = 586.67Hz
ミ : 440Hz × 3/2 = 660Hz
ファ#: 440Hz × 5/3 = 733.33Hz
ソ#: 440Hz × 15/8 = 825Hz
次のラ : 440Hz × 2 = 880Hz

コンサートピッチ

A(ラ)の周波数(ピッチ)の基準が人によってバラバラだった為、1939年に国際基準としてA440を標準的なコンサートピッチとして採用。

A440の基準が出来る前の音楽家たち

オーストリア:ウィーンの作曲家

モーツァルト(1756-1791):
Aのピッチは約421Hzから423Hzの間。

ベートーベン(1770-1827):
Aのピッチは約430Hzから432Hzの間。

平均律

すべての半音を等しい比率に分割することで、どの調でも同じように演奏できるように設計。

最大の利点は、どの調(キー)でも同じ音程関係を保てること。これにより、移調や転調が必要な楽曲や複雑な調を使う音楽で非常に便利。

平均律では、ピタゴラス音律や純正律に比べると、和音の美しさがやや犠牲になる。

17世紀後半から18世紀初頭にかけて確立。バッハが「平均律クラヴィーア曲集」を作曲した18世紀には一般的に普及し、現在まで使用されている。

現代のピアノや多くの楽器は平均律に基づいて調律されています。
黄色⬛︎が12等分された平均律

平均律の広まりから、転調、移調が容易になり、

♯,♭を使わずに、白鍵だけで演奏できる非常にシンプルな音階である、Cメジャー(ハ長調)を使用することが増えた。

※しかし和音は不協和音になりやすい。

アジア圏での音階

47(ヨナ)抜き音階

  • ヨナ抜き音階は、「ドレミソラ」の5つの音から構成され、ファ(4度)とシ(7度)を抜いた音階。
  • この音階は、非常にシンプルで親しみやすく、日本の民謡や歌謡曲、また中国の伝統音楽で多用されている。

日本の音楽におけるヨナ抜き音階

  • 民謡や童謡: 明治以降の日本の民謡や童謡でよく見られます。例えば、「さくらさくら」や「赤とんぼ」などがヨナ抜き音階で作られています。
  • 演歌や歌謡曲: 昭和時代の演歌や歌謡曲でもヨナ抜き音階が多く使われており、これが独特の情緒を生み出す。

癒しの周波数

癒しの音(周波数)と言うものがあり、心身にリラックス効果を耳にしたことはあるが、何でなのかよく分からないですよね。

低周波

癒しの音は250~500Hzの低周波。

川のせせらぎや風の音といった、耳に優しい音が該当する。この範囲の音は、脳波に影響を与え、アルファ波やシータ波を増やす効果がある。

アルファ波:リラックスした状態や集中力の向上。

シータ波:さらに深いリラックスや瞑想状態を誘導。

水の振動

人間の体の約60%以上が水分でできており、音はこの水分を通して体に振動として伝わる。

特に低周波の音は水や液体を伝えやすいため、体内の水分が音の振動を受け取って共鳴し、心地よい感覚を生む可能性がある。

例えば、の音や雨音は、音そのものが持つリズムや振動がを通して体に伝わり、自然との一体感を感じさせることがリラックスに繋がる。

ホワイトノイズ

全ての周波数が混ざった音も、集中力やリラックスを高める効果がある。自然の音にはこのホワイトノイズ的な要素が含まれていることが多く、これも癒しの音の一環として考えられる。

特定の周波数

432Hzや528Hzが「癒しの周波数」として特別な役割を果たすともされている。これらの周波数は自然との調和や体内リズムに近いとされ、リラックス効果や精神的な安定をもたらすと言われている。

まとめ

音色と音階は、私たちの日常生活や音楽の歴史に深く根付いている要素です。音の基本的な構造や国際基準A440Hz、ピタゴラス音律、純正律、そして現代の平均律へと至る音律の変化には、文化や時代ごとの考え方が反映されています。

また、音楽はモーツァルトやベートーヴェンのような偉大な作曲家を通じて、その時代の基準音や音律を形作ってきました。さらに、ヨナ抜き音階や432Hz、528Hzといった癒しの周波数が、音楽だけでなく心と体への影響においても注目されています。

音色と音階を理解することは、音楽の奥深さやその背後にある科学・文化の融合を知るための重要な鍵となります。

以上 興味を持って最後までお読みくださいまして、ありがとうございます。

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