ふしぎ・現象

リサージュ図形

縦と横、2つのサインカーブを組み合わせるだけ。周波数の比を変えると、8の字・リボン・網目…無限の幾何学模様が現れます。理科の実験でも有名な美しい曲線です。

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周波数の比が整数だと模様が閉じます。オシロスコープでも見られる物理の名場面。

リサージュ図形とは

x方向とy方向に、それぞれ単純なサイン波で動く点の軌跡です。横と縦の周波数の比(例:3対2)で模様の形が決まります。音の周波数の比較や、電気信号の解析(オシロスコープ)でも使われる、科学と美が交わる図形です。

図形を決める式

点の位置は x = A·sin(a·t + δ)、y = B·sin(b·t)。横の周波数 a、縦の周波数 b、位相差 δ の3つで形が決まります。a と b が整数比のとき軌跡は閉じた図形になり、比が複雑なほど網目状になります。

横:縦の比
1:1位相差0°で直線、90°で円、それ以外は楕円
1:28の字(∞)
2:3リボン状の網目
3:4細かい格子模様
3:2横に2回・縦に3回うねる曲線

電気・音の現場で使われる図形

2つの信号をオシロスコープの横軸と縦軸に入れると、この図形が画面に現れます。形から周波数の比と位相差が読み取れるため、電子工学では「リサージュ図形で信号を合わせる」のが定番でした。ABC放送のロゴ(1960年代)や、オーストラリア放送協会のロゴもリサージュ図形です。

よくある質問

比を変えると?
整数比ほどシンプルで閉じた形に。比が複雑だと網目状になります。
データは送信されますか?
いいえ。すべてブラウザ内で動きます。
位相差を動かすと何が変わる?
図形が回転・反転するように変化します。周波数比が1:1なら、直線→楕円→円→楕円→直線と変わっていきます。
音と関係ある?
2つの音の周波数比が単純(2:3など)ほど図形が単純で、実際に「よく響き合う(協和する)」音程になります。図形の複雑さは不協和の度合いとよく対応します。

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