音響インピーダンスと音の反射とは（ρcの差が反射を決める）
音はどんなときに反射して、どんなときに通り抜けるの？で迷いませんか。カギは「音響インピーダンス（ρc）の差」。差が大きい境界ほど、音は跳ね返ります。
この記事の要点
音が別の媒質との境界に当たると、一部は反射し、一部は透過します。どれだけ反射するかは、両側の音響インピーダンスで決まります。
- 音響インピーダンス＝密度ρ×音速c（ρc）。媒質の「音の通しにくさ」
- 両側のρcの差が大きい境界ほど、音は反射しやすい
- 両側のρcが等しいと反射せず、音は全部透過する
音が、空気から壁へ、空気から水へ、というように別の媒質との境界に当たると、一部は跳ね返り（反射）、一部は進んでいきます（透過）。この反射のしやすさを決めるのが、音響インピーダンスです。
音響インピーダンスとは（ρc）
音響インピーダンス（固有音響インピーダンス）とは、媒質の「音の通しにくさ」を表す量で、密度ρ × 音速c（記号で ρc）で表されます。
空気のように軽くて音速も小さい媒質はρcが小さく、水や壁のように重い媒質はρcが大きくなります。つまり、空気と壁とでは、音響インピーダンスが大きく違います。
反射はインピーダンスの差で決まる
境界の両側で音響インピーダンスが大きく違うほど、音は反射しやすくなります。
- 両側のρcの差が大きい（例：空気と壁）→ よく反射する（透過しにくい）
- 両側のρcが等しい → 反射せず全部透過する
空気中の音が硬い壁でよく跳ね返るのは、空気と壁の音響インピーダンスが大きく違うためです。
両側のρcの差が大きいほどよく反射し、等しいと反射せず全部透過する。
反射率の式
媒質1（ρ₁・c₁）から媒質2（ρ₂・c₂）へ音が垂直に入るとき、音の強さの反射率 r₀ は次の式で表されます。
r₀ ＝ { (ρ₁c₁ − ρ₂c₂) ÷ (ρ₁c₁ + ρ₂c₂) }²
分子の (ρ₁c₁ − ρ₂c₂) がインピーダンスの差です。ρ₁c₁ ＝ ρ₂c₂（両側のインピーダンスが等しい）なら、分子が0になり反射率は0、つまり全部透過します。差が大きいほど反射率は1に近づきます。
騒音・振動概論での問われ方
反射率は、騒音・振動概論で、計算問題として問われます。
令和7年度の騒音・振動概論（問16）では、密度と音速が異なる2つの媒質の境界に垂直入射する音の、強さの反射率を式で表す問題が出ました。正しい式は r₀ ＝ {(ρ₁c₁ − ρ₂c₂)÷(ρ₁c₁ + ρ₂c₂)}² です。差（分子）と和（分母）の組み合わせ、そして2乗を取り違えないようにします。
混同しやすい用語
反射する境界 と 透過する境界
音響インピーダンス（ρc）の差で逆になります。
差が大きい境界（空気と壁など）はよく反射し、差がない（等しい）境界は反射せず全透過します。
「インピーダンスが違うほど跳ね返る」と、差に注目して覚えます。
理解度チェック
境界の両側で音響インピーダンス（ρc）が等しいとき、音はどうなるか。
答え：反射せず、全部透過する（反射率0）
反射率の式の分子（ρ₁c₁−ρ₂c₂）が0になるためです。
音響インピーダンスは、何で表されるか。
答え：密度ρ × 音速c（ρc）
媒質の「音の通しにくさ」を表します。
まとめ
音の反射のしやすさは、境界の両側の音響インピーダンスで決まります。
音響インピーダンスはρc（密度×音速）。両側のρcの差が大きい境界ほどよく反射し、等しいと反射せず全部透過します。反射率は r₀＝{(ρ₁c₁−ρ₂c₂)/(ρ₁c₁+ρ₂c₂)}² です。
「インピーダンスの差が反射を決める」と押さえておきます。
参考
- 音の反射と透過（固有音響インピーダンス ρc、垂直入射時の強さの反射率 r₀＝{(ρ₁c₁−ρ₂c₂)/(ρ₁c₁+ρ₂c₂)}²）
- 一般社団法人 産業環境管理協会 公害防止管理者等国家試験 騒音・振動概論 出題範囲・公式正答（令和7年度 問16 ほか）
※ この記事の確認日：2026年6月
まちがえやすいポイント
反射率は音響インピーダンス（ρc）の差で決まること、式の形が狙われます。
両側のρcが等しいと反射率0（全透過）、差が大きいほどよく反射します。式は差÷和の2乗（r₀＝{(ρ₁c₁−ρ₂c₂)/(ρ₁c₁+ρ₂c₂)}²）で、2乗を忘れないようにします。