ホーン（アコースティック）

音響ホーンまたは導波管は、音源と自由空気の間の音響インピーダンス整合を実現するように設計されたテーパードサウンドガイドです。これにより、特定の音源からの音波が空気に伝達される効率が最大化されます。逆に、ホーンを受信端で使用すると、空気から受信機への音の伝達が最適化されます。

音響ホーンは、雄のモグラコオロギが鳴き声を増幅するために作った巣穴の形で自然界に存在します。音響ホーンが音に関連して登場した最初の例は、 1786 年にタイムズ紙に掲載されたものです。

赤十字騎士よ、門に近づき、
角笛を鳴らし、運命を恐れるな。^[1]

アコースティックホーンは次のような用途に使用されます。

• ホーンスピーカー
• 金管楽器と木 管楽器
• 自動車、トラック、電車、船、自転車などで使用される車両のクラクション
• 公共のプールのライフガードがよく使用するメガホン。
• 霧笛、船舶に警告するために使用
• 耳の聞こえない人が使う耳ホーン（人間の耳自体が角のような形をしている）
• ピックアップホーン、例えばアコースティック蓄音機プレーヤーで使用される

スピーカーはホーン型の筐体に組み込まれているか、ホーンを使用していることが多い。ほとんどの場合、高周波数の要素（ツイーターとミッドレンジ）にはホーンが使用され、音響回折レンズが耳の高さで音波を水平方向に拡散し、垂直方向のパターンを制限することもある。オーディオドライバー（スピーカーコーンまたはドームなど）は、内側の小さい方の端に取り付けられている。ホーンスピーカーは非常に効率的だが、ホーン口の面積に応じてカットオフ周波数が急峻で、それ以下の音はほとんど出力されない。低音は通常、従来のスピーカーコーンによって生成される。これは、建物、地面、または部屋自体がホーンの延長と見なされる場合を除き、20 Hz を再生するのに十分な円形のホーン口の直径は約 18 フィート（5.5 m）になるためである。^[2]

大型の低音スピーカーは、多くの場合、周囲の環境をホーンの一部として利用します。たとえば、部屋の隅に設置すると、壁がホーンの一部として機能します。屋外でも、地面がホーンの表面の一部を形成することがあるため、部分的なホーンにより、非常に低い周波数でも地面または 1 つ以上の壁とのインピーダンス整合が良好になります。

農業や乾燥材料の取り扱い全般において、音響ホーンは材料の流れを開始したり、詰まった材料を強制的に放出したりするのによく使用されます。穀物サイロでは、このようなホーンをサイロ内に取り付けて、サイロを空にするときに鳴らして詰まった粒をほぐします。通常、これらは約 120～250 Hz の基本周波数を使用し、約 120 dB SPLで、圧縮空気で駆動します。音響クリーナーまたは音響ホーンと呼ばれることもあります。

多くの管楽器は、ある種の広がったベルの形をしています。これらは通常、指数関数的な構成ではなく、楽器の定在波パターンを変更して、生成できる音符を変更するために使用されます。

「多くの楽器の管のフレア部分はほぼ円錐形です。まず、これが周波数の間隔にどのような影響を与えるかを見てみましょう。パイプと倍音についてのページでは、閉じた円錐形のパイプの共鳴周波数は、閉じた円筒形のパイプの共鳴周波数よりも高く、間隔も狭いことを説明しました。したがって、パイプの円錐形またはフレア部分を導入すると、定在波の周波数が上昇し、特に低音の共鳴周波数が上昇すると考えられます。ベルもこの効果に貢献しています。急速にフレアするベルでは、長波（低音）はベルの曲線に最も追従できず、したがって、短波よりも早く反射されます（これは、長波の波長がベルの曲率半径よりも非常に長いためです）。したがって、長波は実質的に短いパイプを「見ている」と言えます。」^[3]

これにより、フレアのない木管楽器や金属楽器に比べてホルン楽器の「金管楽器らしい」音が得られると同時に、耳が最も敏感な範囲の倍音がより効率的に伝達されるため、楽器の音量が増すという効果もあります。ただし、高周波での放射が強化されると、定義上、定在波に伝達されるエネルギーが少なくなり、高音域での音が安定せず、明瞭でなくなるため、楽器の演奏が難しくなります。

自然界では、オスのモグラコオロギが鳴き声を増幅するために作った巣穴の形で音響角が見つかっています。Gryllotalpa vineae は、 1 ミリメートル以上の凹凸のない、丁寧に平滑に仕上げた巣穴を掘ります。その鳴き声は地面を振動させるほど大きく、3.5 ミリワットの機械出力により、1 メートル離れたところで最大 92 デシベルの音量が発せられます。鳴き声は 600 メートル離れたところからでも聞こえます。^[4]