純正律の各音の音程は、根音を基準として上下5度の音をまず取ります。次に、 決まった3つの音を第1度として長和音・短和音をつくります。このときの周波数比が、 単純な値になるようにするのです(具体的な値は、本文の表を参照) これで決まらない音が2つある(根音の半音上、根音から増4度上)のですが、これはそれぞれの 半音下の音から(9/8)倍して求めることになります。
平均律の周波数は、本文でも少し述べましたが、オクターブの12個ある半音が 全て同じ比率になるように分ける必要があります。これを満たすようにするには、 半音の間の比 R を根音に12回かけたら、ちょうど2倍になるように R を定めます。
R12=2 すなわち R=21/12 (2の12乗根)
根音に対して、半音の個数だけRをかけると、各音の平均律の周波数が出てきます。
参考に、Bbを基準とした場合の各音が、Bbの周波数の何倍になるのかをまとめておきます。
| Bb | C | D | Es | F | G | A |
|---|---|---|---|---|---|---|
| 1.000 (1/1) | 1.125 (9/8) | 1.250 (5/4) |
1.333 (4/3) | 1.500 (3/2) | 1.667 (5/3) | 1.875 (15/8) |
さて、ずれのセント数を求める方法ですが、これは、1セントが半音を100等分した ものであることを利用します。つまり、1セントの間の比 Q を根音に1200回かけたら、 ちょうど2倍になるように Q を定めます。
Q1200=2 すなわち Q=21/1200(2の1200乗根)
平均律から X セントずれているということは、純正律の周波数 F純 が 平均律の周波数 F平 に QX を かけたものになっているということなので、次の式が成り立ちます。
F純=F平*QX
これを X についてとけば、ずれのセント数が求まります。しかし、今この式は X が指数部分にあるので、簡単な形にはなりません。高校数学の知識を動員して 解けば、下の式が導かれます。
X={log[F純/F平]} / {log[Q]}
後は、上で求めた周波数を代入すれば、ずれのセント数を求めることができます。