【音波の定常波】音が大きく聞こえるのは腹？節？

　昨年，豆電球の明るさで探る「音波の定常波」という記事を書きましたが，その時に使ったマイクはコンデンサマイクでした。
人間の耳もコンデンサマイクと同じ結果になるのですが，音波の定常波の節（密度変化最大＝圧力変化最大）で音が最も大きく聞こえます。
では，リボンマイクだったら，音が最も大きく聞こえるのはどこでしょうか？実際に調べてみました。まず， 4分52秒のYouTube動画をご覧ください ↓

　リボンマイクは，金属リボンの振動の速さに応じた起電力 E=vbl が発生しますから，媒質(空気)の振動が最も激しいところ，すなわち定常波の腹で最大出力(つまり大きな音が聞こえる)となります。逆に媒質(空気)が振動していない節ではマイクの出力はゼロ(音が聞こえない)となります。
しかし，コンデンサマイクは，定常波の腹(圧力変化ゼロ)で出力ゼロ(音が聞こえない)，定常波の節(圧力変化最大)で出力最大(大きな音が聞こえる)となるので，リボンマイクとは逆の結果となります。

　人間の耳は，コンデンサマイクと同じように圧力変化最大の節のところで最も大きな音が聞こえますから，高校物理の教科書にもそのように書かれていますが，マイクの種類によっては結果が異なりますから注意が必要です。

リボンマイクを作ってみた

　マイクと言えば，ダイナミックマイクやコンデンサーマイクがよく知られていますが，「リボンマイク」というのをご存じでしょうか。
磁場の中に張った金属箔（リボン）が音波で揺らされるとリボンに誘導起電力が生じます。これをアンプで増幅することによってマイクになるのです。

　高校物理の授業で「磁場の中で動く金属棒に生じる誘導起電力」を説明するときに良い演示実験になると思い，作ってみました。

ネオジム磁石を向かい合わせておいて，その間に幅8mmくらいに切った家庭用アルミホイルのリボンを波打たせた(コルゲート加工というそうです)ものをゆるく張ります。
　コルゲート加工は，下の写真のようにプラスチック製の歯車２個の間にアルミ箔リボンを通すことによって波打たせます。この加工によって，金属箔リボンに適度に復元力を持たせることができるのです。

ちなみにこの歯車はAliExpressで３個で407円で購入しました。
　金属箔リボン１本に生じる誘導起電力はとても小さいので，電子工作でよく使うST-32というトランス(巻き数比1:12)を使って12倍に昇圧しました。これでなんとかマイクとして使用できますよ。