Hoofdstuk 5

5.1 A Geluidsbronnen

Geluidsbron: Iets wat geluid maakt.

Lawaai: Hard geluid dat niet prettig klinkt

Toongenerator: Hiermee kan je hoge, lage, harde en zachte tonen maken.

Muziek is een vorm van geluid. Muziek maak je met muziekinstrumenten. Een muziekinstrument is dus een geluidsbron. Deze geluiden vang je op met je oren. Geluid kan ook van hele verre afstanden naar jouw worden toegezonden. Bijvoorbeeld telefoon of televisie.

Geluid dat hard en onplezierig klinkt heet lawaai. Dit word ook wel geluidshinder of geluidsoverlast genoemd. Bijvoorbeeld een fabriek. Werknemers moeten hier soms ook bescherming dragen, zodat ze geen schade oplopen. Dit word regelmatig gecheckt door de arbeidsinspectie.

Voor geluid heb je een goede geluidsbron nodig. Een geluidsbron moet alle soorten geluid kunnen maken (hard, zacht, hoog, laag). Hiervoor gebruiken we een toongenerator.

5.1 B Muziekinstrumenten

Luchtkolom: De lengte van een luchtkolom bepaalt de hoogte van een toon.

Je hebt drie verschillende soorten muziekinstrumenten; Snaar-, slag- en blaasinstrumenten.

Bij een snaarinstrument wordt het geluid opgewekt door het trillen van een snaar, bijvoorbeeld een gitaar, viool of piano.

Bij een slaginstrument wordt het geluid opgewekt door datgene waar je op slaat, bijvoorbeeld een trom, bekken of triangel

Bij een blaasinstrument wordt het geluid opgewekt door het trillen van luchtkolom, bijvoorbeeld een orgel, fluit en panfluit.

Een fles kan je ook gebruiken als instrument. Als je over de rand van een fles blaast, komt er een toon vrij. Hoe meer water er in de fles zit, hoe hoger de toon.

5.2 A Wat is een trilling?

Evenwichtsstand: Stand waarin een trillend voorwerp na enige tijd tot stilstand komt,

Trilling: Beweging die zich herhaalt om een evenwichtsstand

Amplitude: De afstand van een trilling van de evenwichtsstand tot een omkeerpunt

Trillingstijd T: Tijd die voor één volledige trilling nodig is.

Als je aan een blokje trekt, gaat deze op en neer bewegen. De plek waar het blokje begint/stil hangt noemen we de evenwichtsstand. Als je het blokje naar beneden trekt, en het los laat, schiet het omhoog. Het passeert de evenwichtsstand. Dit heet de amplitude. Na enige tijd word het blokje afgeremd, en zakt het weer naar beneden. Dit heet het omkeerpunt. Als het naar beneden gaat, komt het weer langs de evenwichtsstand. Het blokje heeft nu één trilling uitgevoerd. Na enige tijd word de amplitude steeds kleiner. Als het blokje van helemaal omlaag naar helemaal omhoog en weer terug gaat, kan je de tijd meten. De tijd van één zo’n ‘ritje’ heet de Trillingstijd T.

5.2 B Een Slinger.

De beweging van een slinger is een trilling. Deze zwaait de hele tijd heen en weer om de evenwichtsstand heen. De trillingstijd bij een slinger heet ook wel de slingertijd.

De slingertijd bij verschillende massa’s word gemeten. De slinger en amplitude blijven hetzelfde. Bij 100, 200 en 300 gram blijft de slingertijd 2.0. De slingertijd hangt niet af van de massa aan het touw.

De slingertijd bij verschillende amplitudes word gemeten. De massa en de lengte blijven hetzelfde. Bij 5,0, 10,0 en 15,0 cm blijft de slingertijd 2.0. De slingertijd hangt niet af van de amplitude

De slingertijd bij verschillende lengtes worden gemeten, De masse en amplitude blijven hetzelfde. Bij 0.25 m is de slingertijd 1.0, bij 0.50 meter 1,4 s en bij 1 meter 2.0 s. De slingertijd wordt groter als de slingerlengte groter is

5.3 A Wat is geluid?

Geluid: is een trilling die zich van een geluidsbron in alle richtingen voortplant

Een geluidsbron voert een trilling uit. Sommige amplitudes zijn zo klein dat je ze niet kan zien. Bijvoorbeeld bij een stemvork die tegen de tafel tikt. Je kan niet zien dat het trilt, maar als je er met een punt over de beroete glasplaat een lijn trekt, zie je allemaal kleine trillinkjes.

Een ontvanger van geluid is bijvoorbeeld je oor of een microfoon. De trillingen worden dus doorgegeven. De trillingen bewegen door de lucht naar een ontvanger. Als je geluid ontvangt, gaat je trommelvlies trillen. Zo hoor je geluid.

5.3 B De luidspreker

Frequentie: Aantal trillingen per seconde

Hertz: eenheid van een frequentie

Luidsprekers zitten in apparaten die geluid maken. Één luidspreker kan niet alle tonen produceren. Soms zitten er daarom twee of drie sprekers in een box. Samen kunnen ze wel alle tonen laten horen. Als je zelf een box maakt, heb je bepaalde dingen nodig. Een fabriek maakt een frequentekaraktistiek. Dat is een soort vingerafdruk.

De hoogste toon word bepaald door een frequentie. Dat zijn alle trillingen die in één seconde worden getoond. De frequentie is een grootheid. De eenheid is een hertz. Je kunt ongeveer 20 tot 20.000 hertz horen. Hoe hoger de frequentie, hoe hoger de toon.

5.4 A Geluid ‘Onderweg’

Geluid gaat door lucht, water of een andere stof. Deze stof noemen we de tussenstof. Als je een bel opsluit in een fles, waar je alle lucht uithaalt, zie je dat de bel nog wel rinkelt, maar geen geluid meer maakt. Je hebt dus lucht nodig om geluid te verplaatsen.

Als je een wekker in een zakje doet, en deze in een emmer water laat zakken, is het geluid nog steeds hoorbaar. Het geluid is wel veel minder zacht. Geluid is dus ook via water doorgeefbaar.

Bij een bliksemflits duurt het even voordat je een donder hoort. Dat komt omdat het licht veel sneller is dan het geluid. Geluid legt ongeveer 340 meter per seconde af. Dit noemen we de geluidssnelheid, en dit word ook wel de voortplantingssnelheid genoemd. De geluidssnelheid verschilt per tussenstof. In water bijvoorbeeld is de snelheid 1500 m/s.

Een echo ontstaat als geluid terugkaatst. Een echo ontstaat als je schreeuwt, en deze ketst af tegen een muur of een berg. Bijvoorbeeld in een tunnel of onder een viaduct.

5.4 B De geluidssnelheid meten

340 meter per seconde schrijven we ook wel als: 340 m/s. In één seconde komt het geluid dus 340 meter vooruit. Je kunt de afstand uitrekenen door de geluidssnelheid te vermenigvuldigen met de tijd.

Afstand = geluidssnelheid x tijd
In formulevorm is dit: Sgeluid = Vgeluid x t
Sgeluid = afstand in meter
Vgeluid = geluidssnelheid per seconde
T = tijd per seconde

Snelheid is zo snel, dat je het niet kan meten met een horloge of stopwatch. Dit kan je met een computer doen. Je sluit twee microfoons aan op een computer, en slaat dan met een hamer op een metalen plaat. Je kan hiermee de tijd meten hoe lang het duurt door van de ene microfoon naar de andere te gaan.

Op de computer zie je dan een trilling. Microfoon twee begint op 0 milliseconden (0 ms). Op de tweede microfoon zie je dat de trilling eindigt op 30 ms. Het geluid heeft dus 30 milliseconden nodig om van microfoon één naar microfoon twee te gaan. Met deze gegevens kun je de geluidssnelheid in de lucht berekenen.

5.5 A Toonhoogte en geluidssterkte.

Frequentie: Aantal trillingen per seconde

Hertz: Eenheid van een frequentie

Wat je hoort word duidelijk door de manier waarop je trommelvlies trilt. Dit heet de trillingstijd, of de frequentie. Dat is het aantal trillingen per seconde. Daarbij hoort de eenheid hertz.

Je oren kunnen alleen maar 20 tot 20.000 Hz (hertz) horen. Oudere mensen kunnen het maar tot 16.000 horen. Geluid onder de 20 Hz heet een infrasoon. Hiermee praten olifanten. Geluiden boven de 20.000 heet een ultrasoon. Dit gebruiken vleermuizen.

5.5 B De geluidssterkte in decibel

De eenheid van een geluidssterkte heet ook wel decibel (dB) genoemd. Dit kunnen we meten met een decibelmeter.

Hier een overzicht van geluiden die je gehoor kunnen aantasten

Omschrijving Geluidssterkte (dB) Invloed op mensen
Proefdraaien straalmotor 150 Ernstige hoorbeschadiging
Popgroep 140 Gevaarlijk
Overvliegend straalvliegtuig 130 Zie boven
Pneumatische boor 120 Zie boven
Rupsbandvoertuig 110 Zie boven
Drukke autoweg 100 Hinderlijk
Snelle sportwagen 90 Zie boven
Bromfiets 80 Vermoeiend
Hard spelende radio 70 Zie boven
Levendig gesprek 60 Zie boven
Rustig gesprek 50 Geen
Stille straat 40 Zie boven
Tikkende klok 30 Zie boven
Ruisende bladeren 20 Zie boven
Vrijwel volledige stilte 10 Zie boven