Horen en gehoord worden

Horen en gehoord worden (geluid)

Geluid heeft alles te maken met trillingen – hoeft niet altijd direct te worden overgebracht, kan ook met hulpmiddel, bijv. telefoon, microfoon. Gebruik: elektriciteit en magnetisme.

Bron, ontvanger en wat er tussen zit.
De geluidsbron trilt, de ontvanger registreert.

Geluidsbron = alles wat geluid maakt, bijv. wekker of menselijke stem.
Menselijke stem: stembanden in het strottenhoofd (bovenste deel luchtpijp), mond en lippen. Trillingen van de stembanden zorgen voor geluid, wordt in lucht verspreid en opgevangen door ontvanger.
Ontvangst geluid: Trommelvlies gaat trillen en deze trilling wordt aan hersenen doorgegeven.

Geluid verspreidt zich van een geluidsbron, via trillende lucht, in alle richtingen. Het geluid dat je met je stem maakt, regel je met je stembanden, je mond en je lippen.

Voorbeelden geluidsbronnen: luidsprekers, stemvorken, muziekinstrumenten, motoren. Geluid kan alleen worden veroorzaakt door iets dat snelle trilling veroorzaakt.

Een geluidsbron die in trilling is, brengt ook de lucht eromheen in trilling. Deze trilling verspreidt zich verder door de lucht en kan ook andere voorwerpen in trilling brengen

Goed voorbeeld is muziekinstrumenten. Snaar gitaar trilt, blokfluit lucht trilt, trommel, vlies trilt.

Trilling is het heen en weer bewegen om een evenwichtsstand.

Wat gebeurt er tussen bron en ontvanger?
Tussen bron en ontvanger bevindt zich lucht. Door trilling geluidsbron gaat ook deze lucht trillen. Er ontstaan dan verdunningen en verdichtingen door moleculen. Deze hebben constante snelheid. Geluid kan ook door vloeistoffen worden verspreid en ook door vaste stoffen (kloppen).

Voor het verspreiden van een geluidstrilling is een tussenstof noodzakelijk. Gasvormig, vloeibaar of vast. Geluidstrilling kan zich niet door het luchtledige (vacuüm) verspreiden

Verschil in snelheid tussen doorgeven geluidstrilling in drie fasen.

Tussenstof Geluidssnelheid (m/s)
Lucht 340
Water 1500.
Kurk 500
Rubber 50
Staal 5100
Steen 3600

Geluidstrillingen kunnen ook worden teruggekaatst. In de scheepvaart wordt dit gebruikt.
Vleermuizen doen dat ook → produceren ultrasone trilling (niet te horen), trilling wordt teruggekaatst, vleermuis vangt echo op.

De snelheid van geluid in lucht is 340 m/s, in andere tussenstoffen gelden andere waarden. Geluidstrillingen kunnen worden teruggekaatst. Deze echowerking heeft verschillende toepassingen.

Zie voorbeeld blz. 143 schip.

Trillingen nader bekeken.
Geluiden zijn niet hetzelfde. Kan verschillen in hardheid, maar ook in hoogte. Toonhoogte bij instrumenten afhankelijk van dikte snaar, hoe strak gespannen snaar is, bij trommels, dikte trommelvlies, bij xylofoon, grootte plaatje. Bij blaasinstrumenten: lengte van trillende luchtkolom bepaalt toonhoogte.

Geluiden kunnen in toonhoogte verschillen. Voor gelijksoortige muziekinstrumenten geldt: hoe kleiner het instrument, hoe hoger de toon. Bij snaarinstrumenten geeft een dunne, strak gespannen snaar de hoogste toon.

Trillingstijd en frequentie.
Langzame trilling = slingering.
Tijdsduur van een volledige trilling = trillingstijd = T, de eenheid is seconde.
Aantal trillingen per seconde = frequentie van de trilling = f, de eenheid is 1/s (per
seconde).
Deze eenheid van frequentie = hertz (Hz) (Heinrich Hertz, Duits natuurkundige).

Uit de definities van trillingstijd en frequentie volgt dat zij elkaars omgekeerde zijn.

Frequentie = 1 in formule f = 1
Trillingstijd, T.

Met deze formule kan je trillingstijd en frequentie eenvoudig in elkaar omrekenen (zie voorbeeld blz. 147.

Hoe groter frequentie, hoe hoger de toon. Menselijk gehoor kan trillingen tussen 20Hz en 20.000 Hz (= 20kHz) horen. Hond kan 25 kHz nog horen. Bijv. politiefluitje; hond hoort dit wel, mens niet.

Frequentie en trillingstijd zijn belangrijke kenmerken van een trilling.

Ze zijn elkaars omgekeerde: frequentie = 1 , in formule f = 1
Trillingstijd T

Hoe groter de frequentie, hoe hoger de toon van het geluid. De eenheid van frequentie is:
1/s = hertz (Hz). Een trilling heeft een frequentie van 1 hertz als zij één volledige trilling per seconde uitvoert. Goed menselijk gehoor: trillingen tussen 20 Hz en 20.000 Hz.

Trillingen in het laboratorium.
Als je een pen op stemvork zet, kan je laten zien hoe het geluid zich voortbeweegt. Het maakt verschil hoe hard je de stemvork aanslaat (zie tekeningen blz. 149)
De amplitude van een trilling is de grootste uitwijking uit de evenwichtsstand. Bij een bepaalde frequentie geldt: hoe sterker het geluid, hoe groter de amplitude.

Toongenerator = apparaat om geluidsbronnen voort te brengen. Handiger als stemvork.

Registreren van geluid: decibelmeter (voor geluidssterkte van geluid)
decibel (dB) = eenheid van geluidssterkte
oscilloscoop (trillingkijker, maakt trillingen zichtbaar)
samen met toongenerator trillingen produceren en zichtbaar
maken.

Toongenerator en oscilloscoop zijn belangrijke apparaten bij de bestudering van geluid en trillingen. Een toongenerator is een geluidsbron, de oscilloscoop geeft de daarbij behorende trilling weer.

Te zacht, te hard, te laag, te hoog.
Hoor je me?

Goed menselijk gehoor kan 20Hz tot 20kHz horen. Gevoeligst voor frequenties tussen 500 Hz en 8.000 Hz. Komt overeen met bereik menselijke stem. Kan per persoon verschillen.

Audiogram = lijn van metingen van gehoor in een rooster (zie tek. blz. 153).
Audiologie = wetenschap van het gehoor.
Gehoordrempel = geluidsniveau dat nog net wordt gehoord
Pijndrempel = geluidsniveau waarbij de oren pijn gaan doen
Als je niet goed hoort wordt er een audiogram van je oren gemaakt. Hoortoestel.

Het menselijk gehoor is het gevoeligst voor geluiden met een frequentie van 500 Hz tot 8000 Hz. Ook ongeveer bereik van menselijke stem. Kwaliteit van gehoor kan worden weergegeven in een audiogram.

Geluidssterkte zegt ook niet alles.

Geluidssterkte is geen goede grootheid als je wilt uitdrukken hoe het menselijk gehoor een bepaald geluid ondergaat. Geluiden met zelfde decibel kunnen toch anders klinken. Met een goede decibelmeter kun je ook de luidheid meten. Luidheid is dB(A). (zie schema blz. 155)

De luidheid van een geluid (eenheid dB(A) geeft aan hoe luid dat geluid voor het menselijk gehoor is. Hoe groter de afstand tot de geluidsbron, hoe kleiner de luidheid. De hardheid van een stof bepaalt of die stof geluid absorbeert of terugkaatst.

Dat hindert dus wel!

Geluid kan prachtig zijn, maar ook irritant en zelfs schadelijk voor gezondheid. Vanaf 60 dB(A) moet je oppassen. Je wordt sneller moe, je concentratievermogen wordt minder, je slaapt slechter en je kunt depressief worden. Bij keihard geluid kan je doof worden en zelfs kunnen je trommelvliezen scheuren. Geluidshinder (geluidsoverlast) kan veel doen. Oplossingen kunnen duurzaam zijn en niet-duurzaam.

Duurzaam: ontwikkeling geluidsarme motoren
voorschrijven maximum snelheid voertuigen
vrachtvervoer per schip of per trein i.p.v. over de weg
geluidsapparatuur blijvend zacht zetten

Niet-duurzaam: geluidsschermen langs wegen plaatsen (absorberen of weerkaatsen
geluid)
geen woningen in buurt van industrie of vliegveld bouwen
wegen omleiden
gehoorbeschermers dragen tijdens werk met hard geluid
monteren van dubbele beglazing in gebouwen.

De gevolgen van geluidshinder kunnen zeer ernstig zijn. Bij geluidshinder onderscheidt men, net als bij andere milieuproblemen, duurzame en niet-duurzame oplossingen. Duurzame doen iets aan de bron, niet duurzame bestrijden de gevolgen. Een goed milieu begint bij jezelf

Opnemen en weergeven van geluid.
Een lesje magnetisme.

Magneten spelen belangrijke rol bij geluidsapparatuur. Magneten zijn van magneetstaal gemaakt. Verschillende vormen, hoefvormig en staafvormig. Uiteinden worden polen genoemd. Elke magneet heeft zuid- en noordpool. (noordpool vaak rood gekleurd).

Magneten en elektrische stroom kunnen elkaar beïnvloeden. Dit merk je bij een gewikkelde stroomdraad, een spoel. Toepassing hiervan is de elektromagneet. Gebruik heeft groot voordeel: met een simpele draai aan knop van de spanningsbron wordt sterkte van magneet beïnvloed. Hoe groter de spanning, hoe groter de stroom, hoe sterker de magneet.