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zoom RSS 地震の強さ、星の明るさ、音の大きさ、フィルムの感度。仲間はずれはどれなの?

<<   作成日時 : 2013/11/26 06:11   >>

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★科学★
問題:下の選択肢には、5つの尺度が並べられています。4つの尺度には、ある共通する特徴があるらしい。ひとつだけはその特徴が欠けており、仲間はずれになっているようです。では、そのなかまはずれの尺度はどれなのでしょうか? 
[い]地震の強さを表すマグニチュード
[ろ]星の明るさを表す1〜6等星
[は]アルカリ性酸性の度合いを示すpH(ピーエッチ、ペーハー)
[に] 一般表記のフィルムのISO/ASA感度
[ほ]音楽の音階
(答えはずっと下↓ スクロールして下さい)

























★科学★
正解:[に] 一般表記のフィルムのISO/ASA感度
説明:[に]を除く4つの尺度は、対数が使われているそうです。フィルムの感度だけは、一般表記としては単純な算術になっているとのこと。ISO(ASA)200のフィルムは、ISO(ASA)100のフィルムにくらべて、2倍ほど光を受け取る能力があるようです。400なら4倍の能力があるわけですね。暗い場所でも写りやすくなります。絞りを大きな数値にできます。ピントが合いやすくなるのかな。デジカメの設定では12800なんてのもあります。128倍も感度がいいことになるらしい。
■他の尺度は、すべて対数が使われているらしい。つまり、一定の数を繰り返し掛けているようです。たとえば、地震(が発するエネルギー)の大きさの尺度であるマグニチュードは、1あがるごとに32倍になるそうです。マグニチュード1と2、あるいは3と4では32倍もエネルギーに差があります。5と7、あるいは6と8では1024倍も違っているそうです。あの東北地方太平洋沖地震は9.0だったようですから、阪神淡路大震災を引き起こした兵庫県南部地震の7.3よりも数百倍も大きかったのかな。
■星の明るさは、等級が1あがるごとに約2.5倍になるらしい。もともとは古代ギリシャ人たちがいちばん明るい星を1等星にして、ギリギリ見える星を6等星としたところからはじまったそうです。科学が発達してきた19世紀に調べてみたところ、1等星と6等星では、光の量に約100倍の差があったとのこと。これを生かしつつ、6等星が1、5等星が約2.5、4等星が約6.25と対数的にあらためてわかりやすい定義づけをしたらしい。1等星は100になるのかな。だいたい2.5倍の光の量があると、「明るさが違うな」とはっきりわかるらしい。
■pHは、水素イオン指数とも呼ばれます。7だと中性と聞きます。純水などはこれらしい。数が小さくなれば酸性、増えればアルカリ性。0〜14ぐらいの間にだいたいの物質はおさまる…というあたりは学校でも習いました。ただし、pHにおける対数の使われ方は素人にはわかりくい。興味のある方は、参考資料*2をごらんください。
■現代の音楽における音階はとても単純です。半音あがるごとに周波数は約1.06倍になるらしい。ギターの場合ですと1フレットあがるごとに弦の振動数が約1.06倍になるようです。それを12回繰り返す…つまり1オクターブあがると、周波数は2倍になります。ピアノなら、ドの白い鍵と半音高い黒い鍵、その黒い鍵とレの白い鍵ではそれぞれ周波数が約1.06倍違うわけですね。周波数が1.06倍になると、はっきりと「違う音だな」と認識されるわけか。それ以下の差だと単なる調律の狂いぐらいに感じられるのかな。
◆参考*1:雑誌「『対数』の不思議な世界」Newton (ニュートン)1308月号52〜75頁、ニュートンプレス
◇*2HP「水素イオン指数 - Wikipedia」
http://ja.wikipedia.org/wiki/%E6%B0%B4%E7%B4%A0%E3%82%A4%E3%82%AA%E3%83%B3%E6%8C%87%E6%95%B0

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コメント(2件)

内 容 ニックネーム/日時
なぜ対数にしなかったんですかね?
単純なほうがわかりやすくていいですけどね。
ねこのひげ
2013/12/06 01:47
コメントをありがとうございます。

 音の大きさを表現するときに使われるデシベルも「対数物差し」の1つだそうです。視聴覚の感覚にかかわる量では、対数物差しが一般的みたいですね。
(^^;)
ねこのひげ様<素町人
2013/12/06 13:07

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