倍音とは何か？倍音の意味を分かりやすく解説！

私たちが普段聞いている音の中には、様々な音が含まれています。聞こえていなくても、様々な音が鳴っています。これを自然倍音といい、鳴っている音の中で一番低い音の成分を「基音」、それ以外の成分を「上音」と呼びます。

倍音とは、上音の中で、周波数が基音の整数倍（2倍、3倍…）に該当する音のことを指します。
ちなみに、基音のn倍の周波数の倍音を第n倍音と呼びます。

ここで、基音を「ラ（A4）」としたときの倍音を探してみましょう。純正律で考えます。
「ラ（A4）」の周波数は440Hzです。

• 第2倍音は、440Hz×2＝880Hzで、「ラ（A5）」に相当します。

• 第3倍音は、440Hz×3＝1320Hzとなり、「ミ（E6）」に相当します。

• 第4倍音は、440Hz×4＝1760Hzとなり、「ラ（A6）」に相当します。

• 第5倍音は、440Hz×5＝2200Hzとなり、「ド#（C#7）」に相当します。

以下の動画は、人の声による倍音を確認したものです。
意識して聞いてみてください。

楽器により、構成される倍音成分は異なります。特にベースは、楽器の中でも倍音が多い一方、フルートは倍音が少なく、純音に近いと言われています。やわらかく透明な音色が出ますが、逆にいえば、音色に味気がないともいえます。

また、フルート以外の吹奏楽器や弦楽器は倍音が多く含まれています。そのため、豊かな音色になります。倍音成分により、各楽器の音色が決まります。

つまり、倍音がないと、どの楽器でも同じ音色になるということです。倍音成分の組み合わせによっては、耳障りな音や、濁った音色になります。

ここで、疑問に思われた方もいらっしゃるかもしれません。

ピアノなどの楽器では倍音にずれが生じるのでは？

確かに、ピアノやギターなど平均律で調律された楽器では、倍音とのずれが生じます。

以下は、基音を「ラ（A3）」にした場合の第2～6倍音の周波数をまとめたものです。
※純正律での周波数は、基音の周波数220.000Hzを、整数倍（2倍、3倍…）して算出したものです。
　平均律での周波数は、音階周波数を載せています。

基音、第2、第4倍音は純正律での周波数と一致しますが、第3、第5、第6倍音は純正律での周波数と少し異なりますね。
 

ここで、ピアノ（平均律の楽器）で、「ラ(A3）」と「ド#（C#4）」を同時に鳴らした場合を考えてみましょう。

これらの2音の倍音の中で、理論上は「ラ（A3）」の第5倍音と、「ド#（C#4）」の第4倍音の周波数が一致します。

平均律で算出すると

• ラ（A3）（周波数220.000Hz）の第5倍音

• ド#（C#4）（周波数277.183Hz）の第4倍音