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チコちゃんに叱られる!水滴の”ぽちゃん”ってなんの音?1月17日

1月17日放送のチコちゃんに叱られる!で
水滴の”ぽちゃん”ってなんの音?
という質問がありました。

なるほどという答えが気になったので調べてみました。

チコちゃんに叱られる!水滴の”ぽちゃん”ってなんの音?

水滴の”ぽちゃん”ってなんの音?

答えは、
100年間 世界中の科学者の間でずっと謎だったけど
”ぽちゃん”ではなく”ぽ”と”ちゃん”であることが
ついこの間やっとわかった

詳しく教えてくださるのは
97人ものノーベル賞受賞者を輩出している
今回、世界で初めてぽちゃんと音が鳴る仕組みを解明した
イギリス ケンブリッジ大学
アヌラグ・アガルワル 教授
学生の サム・フィリップス さん

  • ぽちゃんは 水滴が水に落ちると水が飛び跳ねますが…
  • そのときの音ではないそうです。
  • ぽちゃんは!!
  • 水中に残された 小さな気泡が 音を発しているそうです。
  • 多くの方々が水滴が水面にぶつかるときにしている音と思っていたぽちゃん
  • この音が鳴る仕組みは100年以上前から研究されていたそうですが…
  • いったい、それがどのようにして聞こえているのかということまでは、わからないままでいたそうです。
  • それが、おととし 2018年 アガルワル教授たちの手により解明されたそうです。
  • 水滴の音に注目したキッカケは、アガルワル教授が友人の家に泊まった際、雨漏りの音で眠れなかったからだそうです。
  • 身近な疑問から生まれた世紀の大発見をアガルワル教授ご自身に解説していただきます。
  • 1.まず、水滴が水面に向かって落ちていきます。
  • 2.次に落ちた水滴の重みで水面がへこみます。
  • 3.そのへこみが閉じ始め、閉じる前に気泡ができます。
  • この気泡が振動してぽちゃんと鳴るんです。
  • つまり、水滴が水面に落ちたときにへこんで、気泡とへこみが分かれた瞬間にぽちゃんと鳴るそうです。
  • う~ん!わかったようなわからないような…
  • アガルワル教授がここで、論文に付けた動画があるそうです。
  • 気泡が生まれる瞬間 ぽちゃん発生の映像
  • その動画がこちら⤵

  • Cambridge Universityチャンネルより引用
  • 水滴が水面に落ちる瞬間を水面より下から見た映像です。
  • 動画27秒から38秒がぽちゃんの瞬間だそうです。
  • 水滴が水面に落ちて水面にへこみが発生します。
  • すぐに水面のへこみは元に戻ろうとします。
  • すると水面のへこみが平らになります。
  • それと同時に気泡が生まれようとします。
  • そして、その気泡が水面から切り離されたときぽちゃんと鳴るそうです。
  • ぽちゃんの音は、気泡がへこんだ水面から切り離された瞬間に生まれることが分かったんです。
  • アガルワル教授がいうには、水滴の重みで水面が引き延ばされ、さらにちぎれるように気泡ができます。
  • この時、最初のいびつな形が球体になろうとすることで、その表面はグニャグニャと大きくたわみます。
  • そのたわみから生まれた振動が水面にも伝わり、我々の耳にも音として届くそうです。
  • 映像を見てもわかるように、映像には実際のぽちゃんの音が入っていません。
  • アガルワル教授に確認すると、音は入っておらずスロー動画のみだそうです。
  • ということで アガルワル教授たちの論文を検証している先生の元へ…

ここから詳しく教えてくださるのは
茨城・つくば市 筑波大学 流体力学 水工学 教授
京藤 敏達 先生(きょうとう はるみち)

  • どんな検証方法かというと…
  • 騒音計(空気中の音を録音)を使って空中に放射された音を取得して、超ハイスピードカメラで高精度な映像を撮るそうです。
  • 実際に撮影した映像を見てみるとといっているだけでちゃんは聞けませんでした。
  • ただし、今回の聞こえた音は、たわんだ気泡から生まれた振動が、水面に伝わり空気を揺らしたぽちゃんの音だそうです。
  • 音声データを見てみると水滴が水面に着水してから気泡が引きちぎられたぽちゃんの音までなんと0.06秒!
  • しかし、京藤先生は、これだけではまだぽちゃんではないといいます。
  • 京藤先生がおっしゃるには「ぽっという音で終わってしまっていることです。」
  • いったい、ちゃんはどこにいってしまったのでしょうか?
  • 京藤先生が実験した映像を見ると…
  • 気泡がちぎれてと音がなるまでは一緒でした。
  • 気泡が生まれたあと水柱が立ち再び水滴が生まれ、水面に再度ぶつかり小さな気泡が生まれた音がなていたのが、これがちゃんだそうです。
  • 音声データを見てみても1回目の音が鳴った約0.2秒後に音が少し小さく2回目の音が出ています。
  • 音はどんな音か聞いてみると…
  • 1回目の音がぽっで、2回目がぴっだそうです。
  • しかし、なぜぽぴっではなくぽちゃんと聞こえるのでしょうか?
  • 京藤先生の答えは「それはわかりません!」でした。
  • 京藤先生がおっしゃるには「調べるのは すごい難しいです。音は目に見えないですから」だそうです。
  • そうこれはまだ、世界の科学者たちが解き明かせていない謎なのです。
  • しかし、このぽちゃんの研究、なんの役にたつのでしょうか?
  • 京藤先生は「役に立たないっていうことが大事なんです。今、役に立たないっていうことは…でも、新しいことがわかれば将来、役に立つわけです。今、役に立つものっていうのは…今、役に立って、将来役には立たない。そういう理屈もあります。」
  • 名言です!
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チコちゃんに叱られる!水滴の”ぽちゃん”ってなんの音? まとめ

今回は、チコちゃんに叱られる!水滴の”ぽちゃん”ってなんの音?
について情報発信させていただきました。

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