水中での音の聞こえ方

みなさんコンコルド、ってご存じですか！？

 

コンケルド！？

あ！あの静岡ローカルCMの！

これでピンと来る方は伊豆に潜りに行きすぎです（笑）

そう。パチンコメーカーのコンコルド

ではなく、超音速旅客機のコンコルドです！！

by Plismo CC-BY-SA 3.0

独特のフォルムのその機体は音よりも早い、ほぼ唯一の超音速旅客機として1969年から2003年まで活躍した飛行機です。

その飛行速度はマッハ2！

つまり音速の2倍の速度です。

 

ところで、音速（=マッハ1）って時速何キロ！？

答えは時速1225kmです。

ちなみに秒速340m。ウサイン・ボルトは秒速約12m。

ボルトの30倍近い速さです。（笑）

 

でもこれは空気中の話。

水中での音の速さは異なります。

結論から言うと、なんと陸上の4倍！

なんでこんなことが起きるのでしょう？

 

そもそも音の正体をご存知でしょうか？

音の正体は波です。

波といっても最初にイメージされる横波ではなく縦波です。

～横波～

～縦波（音）～

 

空気中であれば、気体の分子に縦波が伝わることで、我々は『音』を認識します。

水中も同じで、水分子に縦波が伝わることで、我々は『音』を認識します。

 

さて、この音の伝わる速度は何が決めるのでしょう？

 

音の速さは

【弾性率/密度】の平方根（ルート）

です。

この式の導出をご説明しようと思うと沢山の数式と、微分積分いい気分なんて冗談を言い始めなくてはならなくなるので、割愛します（笑）
※厳密にはもっと複雑な式ですが、ここでは簡略化したものをご紹介します。

 

そして、弾性率は媒質（音が伝わる物質。水や空気。）によってほぼ一定です。

弾性率なんて、初めて聞いた方も多いことでしょう。

力を加えた時にどれだけ形が変化するか…物の硬さと思ってもらってOKです。

 

ここで分子をドミノ倒しのドミノに置き換えて考えてみましょう。

空気はスカスカのドミノ、水はキツキツのドミノです。

百聞は一見に如かずですね。

 

これと同じことが音でも起こります。

つまり、空気に比べてキツキツの（弾性率が高い）水の方が音が早く伝わるのです。

空気中よりも水中の方が音が早く伝わる理由、感覚的に理解できましたか！？

 

それにしてもなんでダイビングの知識として音の速さの違いが重要なのか。

それについてはこちらの記事へ！

水中での音にはご用心！その理由とは！？