Stencil geluid klas 2 HA

1. Geluid word veroorzaakt door trillingen.

Geluid wordt veroorzaakt door trillingen

Waar het geluid vandaan komt heet de bron.

De stof waardoor het geluid zich verplaatst heet het medium.

Het deel wat geluid ontvangt heet de ontvanger.

Hieronder zie je een voorbeeld van een bron en medium

Je ziet dat de bel trilt en op zijn buurt de lucht in beweging brengt.

2.       Frequentie en trillingstijd.

Deze golf beweging in de lucht kunnen we ook nadoen met een veer.

Je ziet hier de verdikkingen en verdunningen in de veer.

Als we dezelfde beweging in lucht simuleren dan ontstaat onderstaand beeld.
De rode delen zijn de verdikkingen en de blauwe delen zijn de verdunningen.

Hier nogmaals maar nu met een luidspreker met een toon van 500 Hz.

Als we zo’n beweging opnemen met een microfoon en weergeven ontstaat een sinus zoals afgebeeld.

Ø    De hoogte van de golf (amplitude) geeft aan
hoe hard het geluid is (geluidsterkte in dB).           

Amplitude: maximale uitwijking ten opzichte van de evenwichtstand.

Ø  De lengte van één trilling (periode) geeft aan hoe hoog de toon is,

hoe dichter de trillingen op elkaar staan hoe hoger de toon.

           Trillingstijd (T in s) is de tijd van één trilling (Periode)
           Frequentie (f in Hz) aantal trillingen in 1 sec

Met deze gegevens kunnen we rekenen:

3.       frequentie uitrekenen en meten met de oscilloscoop.

Het apparaat waarmee we één elektrisch signaal zichtbaar kunnen maken heet: Oscilloscoop.

De oscilloscoop heeft twee belangrijke instellingen

1.      De tijd in s/div

2.      De amplitude

Een hokje op het scherm noemen we een division (deel)
Bij het instellen van de tijd praten we dan ook over het aantal s/div.
Dit wil zeggen het aantal seconden dat een hokje duurt.

In het figuur hiernaast kunnen we tellen dat één trilling 5 hokje lang is.
De tijd is bv. Ingesteld op 3ms/div.
Dan kunnen we berekenen dat de trillingstijd T = 5 • 3 ms = 15 ms  (milliseconden).

Dan weten we dat  de frequentie

4.       Muziekinstrumenten:

Uit ervaring weten we dat als een elastiek strakker wordt gespannen, het elastiek ook sneller terug veert.

Van een schommel weten we dat des te langer het touw is des te langer het duurt voor je heen en weer bent gegaan.

Zo werkt het met geluid ook.

De lengte van een snaar of luchtkolom is:

Ø  langer met als gevolg een lagere toon.
Er is meer tijd nodig om heen en weer te gaan (grotere periodetijd).

Ø  korter met gevolg één hogere toon.
Er is minder tijd nodig om heen en weer te gaan (kortere periodetijd).

De spanning van een snaar is:

Ø  losser, dan beweegt de snaar langzamer heen en weer met als gevolg een lagere toon.

Ø  strakker, dan beweegt de snaar sneller heen en weer met als gevolg een hogere toon.

De dikte van een snaar neemt:

Ø  toe dan beweegt de snaar moeilijker heen en weer met als gevolg een lagere toon.

Ø  af dan beweegt de snaar makkelijker heen en weer met als gevolg een hoge toon.

5.       Voortplanting van het geluid

Een trilling plant zich voor door deeltje in een stof.

De snelheid waarmee geluid zicht voortplant hangt af van de tussenstof.

Dit is net zoals jij gewoon buiten loopt of in het zwembad over de vloer.

Dit laatste gaat ook moeilijker.

De geluidssnelheid door een stof is een stofeigenschap en kan je vinden in de binas.

Een stof eigenschap is een eigenschap van een stof die onder dezelfde voorwaarde niet veranderd.

Bij lucht van 20 graden Celsius de snelheid altijd 343 m/s

6.       Snelheid van geluid uitrekenen.

 s = v * t         (afstand  =  snelheid  *  tijd)    

afstand           (s)        in meters                     (m)

tijd                  (t)        in seconde                  (s)

snelheid          (v)       in meter per seconde (m/s)

Je kunt met deze formule ook de tijd en de snelheid uitrekenen.

7.       Geluidsterkte:

Geluid is een trilling met een bepaalde sterkte.

Deze wordt bepaald door de amplitude van de trillingen.

De sterkte hangt af van de hoeveelheid energie.

Hieronder kun je mooi zien hoe de energie zich verdeeld.

Dit gaat hetzelfde als een steen in het water.

De cirkels worden steeds groter maar de golfjes worden ook lager.

Bij geluid is het ook zo, de energie moet steeds meer verdeeld worden over meer moleculen die in beweging gebracht worden. Het gevolg is dat het geluid steeds zachter gaat klinken naarmate de afstand groter wordt.

Geluidssterkte (L) drukken we uit en decibel (dB)

Voor de geluidsterkte waarvan hiernaast een overzicht staat gebruiken we een makkelijke reken regel.

Bij een verdubbeling van het aantal bronnen neem de geluidssterkte met 3 dB toe.
Als voorbeeld praat een persoon met  geluidsterkte  van 60 dB

Andersom geld dus ook:
Als het aantal bronnen halveert gaat er 3 dB af.

Gevaar voor je oren krijg je als je te hard geluid te lang op je oren hebt.

80 dB duurt langer voor je oren beschadigd zijn dan 100 dB

20 dB met een frequentie van 50 Hz hoor je niet.
20 dB met een frequentie van 200 Hz hoor je wel.