なぜ超音波が距離測定に使われるのか？低い音ではダメな理由を解説

超音波は、距離測定や物体の位置を把握するために使われる技術ですが、低い音ではなぜ使えないのでしょうか？この記事では、超音波が距離測定に使用される理由と、低い音が使えない理由について詳しく解説します。

超音波とその特性

超音波とは、人間の耳には聞こえない高い周波数帯の音波のことを指します。一般的に、20kHz以上の周波数を持つ音波が超音波とされ、医療や産業、科学技術に広く利用されています。超音波は、その高い周波数が物体に反射する性質を利用して、物体までの距離を測定したり、内部の構造を可視化することが可能です。

その特性として、超音波は非常に高い精度で距離を測ることができ、また空気中や水中を長距離伝播するため、特に距離測定に適しています。

低い音（低周波数の音波）は、音波が物体に反射しづらく、また周囲の環境で散乱しやすいという特性があります。これに対して、高い周波数を持つ超音波は、物体に向かって進んだ後、反射しやすいという特徴があります。

また、低い音の波長が長くなるため、精度の高い距離測定が難しくなります。短い波長を持つ高周波の音波は、小さな物体でも反射しやすく、細かいディテールを捉えることができるため、より精密な距離測定が可能になるのです。

超音波は、医療分野では超音波診断装置（エコー）や内視鏡検査などに使用されています。また、産業分野では、物体の位置を測定したり、非破壊検査で材料の内部構造を調べるためにも活用されています。

例えば、超音波距離計は、物体との間に音波を発信し、反射して戻ってくる時間を測定することで、物体までの距離を計算します。この技術は、ロボットの位置測定や障害物回避、さらには自動車のパーキングセンサーなどにも使われています。

超音波が距離測定に使用されるのは、その高い周波数により、精度良く反射を利用できるためです。一方、低い音では反射しづらく、精密な距離測定が困難であるため、距離測定には適していません。超音波の優れた特性を活かすことで、さまざまな分野で精度の高い測定や検査が可能となっています。