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ポケモンとログ関数

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1. ドゴームの爆音波と音の対数スケール

ドゴームの「ばくおんぱ」は、**音の強さ(音圧)**を極限まで高めた攻撃。
音のエネルギー強度 ( I ) は対数スケール(デシベル)で表されます:

[
L = 10 \log_{10}\left( \frac{I}{I_0} \right)
]

記号 意味
( L ) 音の強さ[dB]
( I ) 音の強度(エネルギー密度, W/m²)
( I_0 ) 聴覚下限 (10^{-12}) W/m²

例:

  • 通常の声:60 dB
  • ロックコンサート:110 dB
  • ジェット機近距離:130 dB
  • ドゴームのばくおんぱ:180〜200 dBクラス(理論値)

⚙️ 対数の意味:
音圧が100倍になると、dBは**+20増加**する。
つまり爆音のエネルギーは指数関数的に増加しても、人間には対数的に感じられる。


2. グラードンのマグニチュードと地震のログスケール

グラードンの「マグニチュード」技は、地震と同様に対数で表される規模を持つ。

地震のマグニチュード(M)は次式で定義される:

[
M = \log_{10}\left( \frac{A}{A_0} \right)
]

さらに、地震エネルギー ( E ) は:

[
E \propto 10^{1.5M}
]

例:

  • M5 → 小規模
  • M6 → 約32倍((10^{1.5})倍)
  • M7 → 約1000倍
  • グラードンのマグニチュード:M10クラス(地殻変動級)

3. ログ関数で見る「ばくおんぱ」と「マグニチュード」

ポケモン 現象 数学式 対数的意味
ドゴーム(Loudred) ばくおんぱ(Sound Pressure) ( L = 10 \log_{10}(I/I_0) ) 音の強度が指数的でも、感じ方は対数的
グラードン(Groudon) マグニチュード(Earthquake Energy) ( M = \log_{10}(A/A_0) ), (E ∝ 10^{1.5M}) エネルギーの差を対数でスケール化
共通 感覚・現象のスケール ( \log(x) ) 指数的変化を人間が理解しやすく圧縮

4. Pythonによる視覚化

import numpy as np
import matplotlib.pyplot as plt

# 音と地震の強度範囲
I = np.logspace(-12, 2, 500)
A = np.logspace(-6, 3, 500)

# 対数スケール
L = 10 * np.log10(I / 1e-12)
M = np.log10(A / 1e-6)

# 描画
plt.figure(figsize=(7,5))
plt.plot(L, np.log10(I), label="ドゴームのばくおんぱ(Sound Pressure)", color='blue')
plt.plot(M, np.log10(A), label="グラードンのマグニチュード(Seismic Scale)", color='red')
plt.xlabel("対数スケール値 (dB or M)")
plt.ylabel("物理的エネルギーの対数値 log(Intensity)")
plt.title("ばくおんぱとマグニチュードの対数スケール比較")
plt.legend()
plt.grid(True)
plt.show()
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