音の正体は縦波:空気の疎密波(スピーカー → 耳)

音波=縦波:空気粒子の振動方向=伝播方向。粒の塊が飛ぶのではなく密・疎の状態が伝わる。

上限3=粒子同士が追い越さない範囲(A·k<1)。実際の音での空気の変位は原子・分子の大きさ程度以下とごく小さいので、ここでは大きく拡大して描画しています。

粒子をタップすると選択(最大2個)。矢印=その粒子の瞬間速度。赤線=密(圧力最大)、青破線=疎(圧力最小)、灰点線=速度0の位置(変位最大)。

位相関係(u=A·sin(kx−ωt) から厳密に):密・疎の中心では u=0 で粒子の速さが最大(密では右向き=伝播方向、疎では左向き)。粒子速度が0になるのは変位が最大の位置で、そこは密と疎の中間(ρ=ρ0)です。「疎・密の中心で速度0」ではない点に注意。密度は小振幅近似 ρ/ρ0≈1−∂u/∂x で表示。