スマホだけで予期せぬ物理実験が成功

2026 年 4 月 21 日、午前 11:00 EDT に公開

Brady は MakeUseOf のテクノロジー ジャーナリストであり、モバイル、コンピューティング、一般的なテクノロジー全般をカバーする長年の経験があります。彼は Android フォンとオーディオ機器に重点を置いており、理学士号を取得しています。セント ジョーンズ大学でジャーナリズムの博士号を取得。

Brady は、Android Central、Android Authority、XDA、Android Police、iMore などの出版物に寄稿しています。 Google、Apple、Samsung が開催する主要イベントや、Lenovo Innovation World や IFA などの見本市のレポートを担当した経験があります。 

最新のガジェットについて執筆したりテストしたりしていないときは、ブレイディは Big East バスケットボールを見たり、ランニングしたりしていることがわかります。 

平均的なユーザーが気にするスマートフォンのコンポーネントはほんの一握りであり、そのリストは通常プロセッサ、バッテリー、画面から始まります。事実上、ジャイロスコープや近接センサーのようなニッチなセンサーについて考えている人はほとんどいませんが、これらはデバイスの最も重要な部分の一部です。これらは、画面の向きが自動回転したり、通話のために電話を耳に当てた後に画面が暗転したりするなど、ユーザーが気づいていない重要な機能を強化します。

私たちが当たり前だと思っているこれらの重要な機能とは別に、スマートフォンのセンサーは、日常の問題を解決したり、現実世界の実験をテストしたりするために使用できる隠れたツールとしても機能します。 Physics Toolbox や Phyphox などのサードパーティ アプリを使用すると、これらのツールのロックが解除され、必要に応じて配置できるようになります。私自身もテストしてみましたが、自分のスマートフォンがソナー (そうです、ソナーです) を使用して音速を使用して物体の距離を特定できるとは信じられませんでした。 2 台の携帯電話を使用すると、Phyphox の音響ストップウォッチ ツールを使用して、音波の伝わる速さを測定することもできます。

Phyphox アプリでは、ソナーと音響ストップウォッチの両方が完全に無料です。賢い物理実験を自分で試す方法は次のとおりです。

ソナーを使用して距離を測定します

音声チャープを送信して、物体までの距離を判断します

ソナーはサウンド ナビゲーションと測距の略で、短い音のバーストを送信し、環境内の物理的オブジェクトによって反射されることで機能します。音速はおよそ 1 秒あたり 340 メートルであることがわかっているため、音が跳ね返るまでの時間を測定することで、その物体までの距離を測定できます。携帯電話にはスピーカーとマイクが付いているため、「チャープ音」を発することができ、それが周囲の表面に反射され、戻ってきたときにマイクによって検出されます。この所要時間に音速を掛けて 2 で割ると、物体の距離がわかります。

最良の結果を得るには、制御された環境が必要です。単にランダムな部屋でスマートフォンを使用すると、発せられたチャープ音が近くのすべてのサービスに反射し、不完全な結果が返されます。環境ノイズをできるだけ少なくしたい場合は、不要な反射をブロックするシールドを構築することでこの環境を作り出すことができます。一般的な家庭用品を使用した自家製シールドには、発泡包装材、ソファのクッション、衣類などが含まれます。

最後に、電話のスピーカーとマイクに向けるために、プレートなどの反射物体が必要です。シールドを使用して、反射板に面する方向を除くすべての方向で電話機を囲みます。

次に、Phyphox アプリを開いて、ソナー実験を開始します。自家製シールド内に携帯電話を配置して、録音しようとしているエコーと反射のみをアプリが拾うようにしたいとします。アプリがチャープノイズを発すると、ライブディスタンスグラフにピークが表示されます。アプリが計算を行い、結果を時間グラフではなく距離グラフとして表します。反射するオブジェクトを近づけたり遠ざけたりして、アプリが複数のテストにわたる固有の距離を計算するのを確認できます。

音響ストップウォッチを使用して音を測定してみる

2 台の携帯電話と巻尺があれば、速度を正確に測定できます

クレジット:Brady Snyder / MakeUseOf

正確な音速を測定するには、Phyphox の Acoustic Stopwatch 機能を使用する必要があります。基本的に、2 台の電話と巻尺を使って音波の速度を正確に測定します。音響ストップウォッチは、十分な大きさの音を検出すると開始し、同じくらいの大きさの 2 つ目の音を検出すると停止します。したがって、2 台の携帯電話を一定の距離だけ離して配置し、お互いの距離を正確に測定します。

次に、音響ストップウォッチ テストを開始します。音声のしきい値レベルを上げて、周囲の騒音によってストップウォッチが誤って開始または停止されないようにしてください。次に、周囲のノイズがストップウォッチをトリガーしなくなったら、テストを開始します。各電話機の横に 1 人ずつ配置し、一度に 1 つずつ拍手します。最初の拍手でストップウォッチがスタートし、2 回目の拍手でストップウォッチが停止します。

コツは、最初の拍手が 2 番目の拍手の前に 1 番目の電話を開始し、2 回目の拍手で 1 番目の拍手よりも前に 2 番目の電話を停止することです。 2 台の携帯電話で 2 つの異なる測定時間が得られます。各電話機間の遅延は、電話機間の距離を音速で割ることによって計算できます。この数値を使用すると、電話機間の距離を 2 倍し、その結果を計算した遅延で割ることができます。これにより、正確な音速が得られます。

これは、2 台の携帯電話と巻尺だけを必要とする賢い数学と物理学の実験です。少しでも混乱している場合は、上記の YouTube の Phyphox ビデオを見ることをお勧めします。無料アプリの背後にあるチームは、実際のテストですべてがどのように機能するかを実証するという点で素晴らしい仕事をしています。

Phyphox でできるその他すべてのこと

これが携帯電話のハードウェア センサーのロックを解除する秘訣です

クレジット:Brady Snyder / MakeUseOf

これらのテストを自分で試した後、スマートフォン (または 2 台) を使用して物体の距離を測定し、音速を計算する方法を示します。ソナーというと深海探査のイメージを思い浮かべる人が多いので、これは実に見事なデモンストレーションです。はい、スマートフォンでもソナーを利用できますが、正確な測定値を取得するのは難しいかもしれません。また、音響ストップウォッチを使用すると、2 つの音響イベント間の時間を測定し、その結果を使用して音速を計算できます。

Phyphox のこれらの実装は始まりにすぎません。このアプリを使用して、光、近接、ジャイロスコープ、磁力計などのスマートフォン センサーを試すこともできます。完全に無料で、デバイス内にあることに気づかなかったセンサーを使用できます。

フィフォックス

OS iOS、アンドロイド

価格モデル 無料

アプリの種類 物理センサー実験アプリ

Phyphox は、スマートフォンのハードウェア センサーを利用して現実世界の物理実験を行うことができる無料のモバイル アプリです。このアプリは、アーヘン工科大学の第 2 物理学研究所 A で開発されました。加速度計、磁力計、ジャイロスコープ、圧力、マイク、近接センサー、GPS センサーの使用をサポートします。