弦 - ショートペディア | ショートペディア

弦（げん）とは、楽器などに張られる糸状の物体で、弾いたりして振動させることで音を発生させる媒体。

概要

物理学においては、両端を固定した弦に生じる定常波の性質を解析し、音の三要素を理解する対象となる。

音の高さは、弦の長さ、張力（引っぱる力）、線密度（太さと重さ）の3つの条件によって決定される。

弦が音を出す仕組みは、弦を弾いた際に発生する波の干渉によって説明される。

弦の両端を固定して振動させると、進む波と反射した波が重なり合い、その場で振動しているように見える定常波が形成される。この振動が周囲の空気を震わせ、疎密波として伝わることで私たちは音を認識する。

弦から出る音の高さ（周波数）を決定する要因は主に3つある。

第一に弦の長さ。弦を短くするほど振動が細かくなり、音が高くなる。第二に弦の張力。弦を強く張る（おもりを増やす）ほど、復元力が強まり振動が速くなるため、音が高くなる。第三に線密度（太さと重さ）。細く軽い弦ほど動きが軽やかになり、振動数が増えて音が高くなる。

入試や実験では、これらの条件を2倍、3倍と変化させた際の振動数の変化を計算する問題が頻出する。

音の伝わる速さは、音を伝える物質の状態によって異なる。

一般的に、粒子が密に詰まっている固体が最も速く、次いで液体、気体の順に遅くなる。また、弦の振動実験でよく用いられるモノコードは、弦の長さや張力を自由に変えることができるため、音の性質を視覚的・定量的に理解するのに非常に適した教具。