定在波とは?部屋の寸法で決まる低域のピークとディップ

同じ部屋で、同じスピーカーで、48Hzだけが+9 dB出ていた。ケーブルを替えても、スピーカーを別のものにしても、その山は同じ場所に立ったままだった。動いたのは椅子を1m引いたときだけ。犯人は機材ではなく部屋の寸法だった。

結論

定在波とは、相対する壁のあいだを音が往復して重なり合い、特定の周波数で立ちっぱなしになる共振のこと。周波数は部屋の寸法だけで決まる。壁から壁までの距離をL(メートル)とすると、一番低い共振は 172 ÷ L Hz、その整数倍にも立つ。3.6mなら48Hz、96Hz、143Hz。この共振が低域に±10 dB級の山と谷を作り、部屋の音の癖の大半を作っている。山はEQで削れる。谷は埋まらない。

部屋の寸法から周波数が出る

音速は約343 m/s。壁のあいだの距離Lにちょうど半波長が収まる周波数で、行きの波と反射して戻る波が同じ位置で重なり続ける。式にすると、f = 343 ÷ (2L)、つまり 172 ÷ L になる。3辺それぞれに立つので、6畳間 (およそ2.7 × 3.6 m、天井高2.4 m) なら次のようになる。

これが軸モード。壁2枚だけを使う一番強いモードで、まずこれを疑えばだいたい当たる。実際には4面を斜めに回る接線モード、8隅を使う斜めモードも加わるが、レベルは軸モードより低い。ついでに言うと、上の表で3.6mの3次と2.4mの2次がどちらも143Hzで重なっている。こういう重なりが山を高くする。

山と谷はどこに立つか

モードには形がある。壁面は必ず圧力の腹 (山) になり、1次モードでは部屋の中央がちょうど節 (谷) になる。だから部屋の真ん中に座ると48Hzが抜け、壁際に寄せると同じ48Hzが膨らむ。同じ部屋、同じ音源で、座る場所だけで低音の量が変わるのはこれが理由。

壁のあいだに立つ1次モード。壁際で低音が膨らみ、中央で抜ける。f = 172 ÷ L(m)

大事なのは、この形が部屋に固定されていること。マイクを少し動かしても山は山のまま残る。再現性があるからEQで削れば耳の位置でも実際に削れる。300Hzより上で周波数特性が暴れるのは反射の重なりが原因で、そちらは位置を10cm変えるだけで山と谷が入れ替わるためEQで追ってはいけない。境目の目安がシュレーダー周波数で、一般的な部屋では200〜300Hz付近にある。

谷を埋めようとしない

低域の谷は、反射波が直接音を打ち消して生まれる。位相で消えているものは、同じ周波数を足しても同じ比率で消える。+10 dB持ち上げてもカーブの谷は残り、アンプとスピーカーのヘッドルームだけが減る。低域は最もパワーを食う帯域なので、ここでの無駄なブーストは歪みに直結する。

正直に書くと、これに気づくまでに半日溶かした。画面のカーブを平らにすることと、部屋の低音が良くなることは別の話だった。谷が深いときの正解はEQではなく、スピーカーかリスニング位置を数十cm動かすこと。節から外れれば谷は自然に浅くなる。

対処の順番はこうなる。1. 位置を動かす → 2. コーナーに低域用の吸音を入れる → 3. 残ったピークだけEQでカットする。EQは最後の仕上げで、しかも削る方向にしか使わない。

手順: 自分の部屋の定在波を見つける

1. 部屋の3辺を測る: 長さ・幅・天井高をメートルで測り、それぞれ172÷距離を計算する。2倍・3倍の周波数もメモしておく。
2. リスニング位置でスイープを測る: 耳の位置にマイクを置き、録音ピークを -6〜-12 dBFSに収める。クリップすると周波数特性ごと崩れる。
3. 計算値と山を照合する: Sonirの周波数特性で20〜300Hzを拡大し、計算した周波数の近くに山があるか見る。±10%程度で合っていれば軸モードで確定。
4. 位置を変えて測り直す: マイクを50cmほど動かして再測定。動かない山が定在波。位置で入れ替わる凹凸は反射由来なので触らない。
5. 山だけカットする: Sonirの自動PEQは20〜300Hzだけを対象に、カット最大 -12 dB、ブースト最大 +6 dBでフィルタを立てる。谷は埋めない。

よくある質問

定在波は吸音材で消せる?

消せません。減衰を早めることはできますが、低域の波長は数メートルあるため、一般的な吸音パネルの厚みでは効きません。効かせるならコーナーに置く低域用の吸音 (ベーストラップ) が要り、それでも共振そのものは残ります。

部屋の中央に座れば平坦になる?

逆です。1次モードの節 (圧力ゼロの点) が部屋の中央にあるため、中央では低音が抜けて痩せます。壁際は腹にあたるので逆に膨らみます。どちらも極端で、実用上は壁からの距離を寸法の3分の1程度ずらした位置が扱いやすくなります。

正方形の部屋が良くないと言われるのはなぜ?

縦横の寸法が同じだと軸モードの周波数も同じになり、複数のモードが同じ周波数に重なるためです。山はより高く、モードのない周波数はより空きます。寸法比が整数比から外れている部屋ほどモードが分散して穏やかになります。

計算だけで定在波の周波数はわかる?

軸モードの目安は出ますが、実際とはずれます。開口部や壁の材質、家具、斜めに走る接線・斜めモードが加わるためです。計算値は測定で山を探すときの当たりをつける材料と考え、最終的にはスイープで実測して照合します。

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Sonirで測る

Sonirはスマホで音響測定と比較を完結させるアプリです。スイープで部屋の周波数特性を測れば、計算した定在波の周波数に本当に山が立っているかを画面で照合できます。測定から帯域別の深掘りまで全機能が無料です。

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