あれこれいろいろ

音の波形 正弦波 フーリエ変換

上の波形は、Amコード、すなわACEの和音の波形です。

フーリエは、全ての音は異なる周波数の正弦波が異なる割合で入っているだけで、基本的材料は正弦波のみであるということを発見し、どのような正弦波がその音のもとになっているかを分析する方法として、フーリエ変換を編み出しました。正弦波とは、下のようなきれいな周期を繰り返す波のことです。

冒頭のAmコードの複雑な波も、フーリエ変換によってACEそれぞれの正弦波に分解することができ、何Hz(ヘルツ)の正弦波が何db(デシベル)の強さで入っているかがわかります。つまり聞こえてくる音のレシピがわかるわけです。

実際のギターやウクレレの弦では、例えばAの弦はひとつの正弦波だけでなく、Aの2倍音と3倍音と4倍音と…複数の倍音の正弦波を重ねながら振動する特徴があり、Cの弦もEの弦も同様なので、音のレシピを構成する正弦波は多くなります。

またギターやウクレレの形状と材質と質量等によって、どの周波数の正弦波が共鳴によって増幅されるかが変わってくるので、それが最終的に合成される波形に影響を与え、楽器の個性となっていきます。