振動のソースを表示

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{{複数の問題
| 出典の明記 =2011年8月
| 雑多な内容の箇条書き = 2022年2月20日 (日) 09:19 (UTC)
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[[File:Animated-mass-spring-faster.gif|サムネイル|振動する[[ばね]]と重り]]
'''振動'''（しんどう、{{lang-en|oscillation}}）は、[[周期運動]]（periodic motion）の一種。状態が一意に定まらず揺れ動く事象をいう。英語では、重力などによる[[周期]]が長い振動と、[[弾性]]や[[分子間力]]などによる周期の短い振動は別の語が充てられる<ref>Webster Dictionary, 1913[http://machaut.uchicago.edu/cgi-bin/WEBSTER.sh?WORD=vibration]</ref>が、日本語では周期によらず「振動」という語で呼ばれる。周期性のある振動において、単位時間あたりの振動の数を'''[[振動数]]'''（または'''[[周波数]]'''）、振動のふれ幅を'''[[振幅]]'''、振動の一単位にかかる時間を'''周期'''という。

== 概要 ==
振動は、同じ場所での[[物質]]の[[周期]]的な運動であるが、[[物理学]]においてさまざまな[[現象]]の中に現れ、基本的な概念の一つとして扱われる。物理的にもっとも単純な振動は[[単振動]]である。また、振動する系はそれぞれ[[固有振動|固有振動（数）]]をもつ。振動の[[振幅]]を減少させる要因がある場合には、振動が次第に弱まる[[減衰振動]]となる。外部から一定の間隔で力を与えることなどにより振動を引き起こすことを[[強制振動]]とよぶ。強制振動の振動数がその系の固有振動数に近い場合、[[共振]]（または[[共鳴]]とも）を引き起こす。
[[File:ComplexSinInATimeAxe.gif|サムネイル|振動・波・[[回転]]・[[三角関数]]の関係]]
振動は、自然現象の理解において、なくてはならない基礎的な[[概念]]である。[[波動]]は、[[空間]]的な広がりをもつ振動であると解釈することができ、[[波]]と振動は[[相互作用]]することが多い。古典物理学だけでなく、[[電磁気学]]では、[[電気回路]]や[[電場]]・[[磁場]]の振動を扱う。

== 公害としての振動 ==
物が振動すると、[[音]]や[[衝撃]]を発生させるため、強度の振動は[[構造物]]や[[人体]]に重大な影響として現れる。この振動が発生する原因としては、[[自動車]]や[[工事]]などの[[機械]]による振動や、[[地震]]などの自然原因による振動などがある。

[[日本]]では振動は[[環境基本法]]で定義されている[[公害]]のひとつであり、[[振動規制法]]によって規制される。主に、[[幹線道路]]を走行する自動車、[[鉄道車両|鉄道を走行する車両]]、[[工場]]の機械設備や土木建築現場の[[建設機械]]などの作動によって引き起こされ、周辺住宅などに与える振動は公害とみなされる。

また、上記の公害とは別に、回転機器などにおいては、[[固有振動]]と一致すると[[共振]]によってより大きな振動となり、[[破壊|破損]]にいたることもある。

== 事象の大きさによる分類 ==
* [[振り子]]など、[[巨視的|マクロ]]な事象には[[古典力学]]で扱われる。[[自由振動]]などを参照。また、振動している[[物体]]からは[[音波]]が発生する。
* [[熱振動]]など、[[微視的|ミクロ]]な事象は[[量子力学]]的に扱われる。[[結晶]]中の[[格子振動]]は[[フォノン]]として、[[分子]]内の振動は[[振動準位]]として記述される。理論的には、[[調和振動子]]として[[近似]]的に扱われることも多い。[[不確定性原理]]に由来する振動は[[零点振動]]を参照。

== 数学における振動 ==
[[数学]]においては、[[関数 (数学)|関数]]や[[数列]]の極限が定まらないとき、振動するという。[[極限]]や{{仮リンク|振動 (数学)|en|Oscillation_(mathematics)}}を参照。

== 代表例 ==
=== 力学 ===
* [[二重振り子]]
* [[フーコーの振り子]]
* [[ヘルムホルツ共鳴器]]
* [[音響共鳴]]
* [[中性子星]]の拍動 ([[:en:Neutron-star oscillations]])（[[日震学]]と[[星震学]]）
* [[ブランコ]]

=== 量子力学 ===
* [[振動準位]]

=== 熱力学 ===
* [[熱振動]]
** [[格子振動]]

=== 気候と地球物理学 ===
* [[チャンドラー・ウォブル]]
* [[エルニーニョ・南方振動]]
* [[成層圏準2年周期振動]]
* [[潮汐]]

=== 化学 ===
* [[ベロウソフ・ジャボチンスキー反応]]
* [[水銀の鼓動]] ([[:en:Mercury beating heart]])

=== 電気回路 ===
* [[交流]]
* [[発振回路]]
* [[水晶振動子]]

=== 音響 ===
* [[スピーカー]]
* [[マイクロフォン]]
* [[音叉]]
* [[弦楽器]]

=== 光学と電磁気学 ===
* [[レーザー]]（[[電磁場]]の<math>10^{15}</math>Hzのオーダーでの振動）
* [[戸田振動子]] ([[:en:Oscillator Toda]]または[[自励発振]] ([[:en:self-pulsation]])（<math>10^{4}</math>Hz -- <math>10^{6}</math>Hzの周波数を出力にもつパルスレーザー発振）
* [[量子振動子]] ([[:en:Quantum oscillator]]) は[[量子光学]]において光学的な[[局部発振器]]を指すことがある

=== 生物学 ===
* [[概日リズム]]
* [[解糖振動]] (glycolytic oscillations)
* [[ロトカ＝ヴォルテラの方程式|捕食者と被食者の増減関係]]
* [[神経振動子]] ([[:en:Neural oscillations]])

=== 人体 ===
* [[脳波]]
* 心拍
* [[インスリン]]振動 ([[:en:Insulin release oscillations]])
* [[パイロット誘起振動]] ([[:en:Pilot-induced oscillation]])
* [[発声]]

=== 経済と社会 ===
* [[景気循環]]
* [[ジェネレーションギャップ]]
* [[トマス・ロバート・マルサス|マルサス]]経済学
* [[:en:24-hour news cycle]]

=== その他 ===
* 力学的な意味で振動が起こっているわけではないが、振動という語が使用される物理現象としては、[[ニュートリノ振動]]がある。

== 脚注 ==
{{Reflist}}

== 関連項目 ==
* 物理学
** [[強制振動]]
** [[単振動]]
** [[零点振動]]
** [[調和振動子]]
** [[熱振動]]
** [[格子振動]]
** [[共振]]
** [[減衰]]
** [[振動準位]]
* [[波動]]
* [[地震]]
* [[バイブレータ]] - 振動を生み出す機器
* [[振動発電]]
* その他振動現象については[[:Category:振動と波動]]を参照
* [[音]] - [[騒音]] - [[低周波音]]
** [[リズム]]
* [[騒音・振動・ハーシュネス]]
* [[公害防止管理者]] - [[建築物環境衛生管理技術者]]
* [[緩衝材]]
* [[臨界速度]] ([[:en:Critical speed]])
* [[高速フーリエ変換]]
* [[機械的共振]] ([[:en:Mechanical resonance]])
* [[モード解析]] ([[:en:Modal analysis]])
* [[モード形]] ([[:en:Mode shape<!-- リダイレクト先の「[[:en:Normal mode]]」は、[[:ja:固有振動]] とリンク -->]])
* [[共振器]]
* [[量子振動]] ([[:en:Quantum vibration]])
* [[不規則振動]] ([[:en:Random vibration]])
* [[衝撃]] ([[:en:Shock (mechanics)|Shock]])
* 建築
** [[制振]]
** [[免震]]
** [[耐震]]
** [[基礎免震]] ([[:en:Base isolation<!-- [[:ja:免震]] とリンク -->]])
** [[構造力学]]
** [[振動解析]] ([[:en:Vibration analysis]])
** [[防振]] ([[:en:Vibration-isolation]])
** [[構造的安定性]] ([[:en:Structural stability<!-- [[:ja:構造安定]] とリンク -->]])
* [[振動絶縁]] ([[:en:Vibration control]])
* [[全身振動]] ([[:en:Whole body vibration]])
* [[有界入力有界出力安定性]]
* [[臨界速度]] ([[:en:Critical speed]])
* [[フィードバック]]
* [[周期関数]] - 振動を数式で表す際に用いる
* [[発振器位相雑音]] ([[:en:Oscillator Phase Noise|Phase noise]])
* [[季節性]] ([[:en:Seasonality]])（[[季節性情動障害]]など）
* [[信号発生器]] ([[:en:Signal generator<!-- [[:ja:標準信号発生器]] とリンク -->]])
* [[ストレンジアトラクター]]
* [[同調質量ダンパー]] ([[:en:Tuned mass damper]])

== 外部リンク ==
* {{Wayback|url=http://www.houko.com/00/01/S51/064.HTM |title=振動規制法 |date=20001010062019}}
* {{科学映像館|genre=industrial|id=333|name=振動の世界}}
: [[1971年]]、神鋼電機（現・[[シンフォニア テクノロジー]]）の企画の下で東京文映が制作した短編映画。
* {{Kotobank}}

{{公害}}
{{Normdaten}}

{{DEFAULTSORT:しんとう}}
[[Category:振動と波動|*]]
[[Category:公害]]
[[Category:環境問題]]
[[Category:振動工学]]
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