H9 Geluid

• Natuurkunde / Scheikunde
• Middelbare school
• vmbo b
• Leerjaar 4

H9: Geluid

Introductie

• § 9.1 Trillingen en tussenstof
• § 9.2 Geluidssnelheid
• § 9.3 Hoog en laag geluid
• § 9.4 Hard en zacht geluid
• § 9.5 Geluidshinder

9.1: Trillingen en tussenstof

Leerdoelen 9.1 

1. Je kunt beschrijven dat geluid ontstaat bij een geluidsbron.
   
2. Je kunt beschrijven dat geluid een trilling is.
   
3. Je kunt beschrijven dat geluid een snelheid heeft.
   
4. Je kunt beschrijven dat geluid zich verplaatst van een geluidsbron via een tussenstof naar een ontvanger.
   

Wat is geluid? 

• Geluid zijn trillingen
• Die trillingen worden gemaakt door een geluidsbron 
• Alles wat geluid maakt noem je een geluidsbron. 

Hoe verplaatsen die trillingen zich? 

• Door een tussenstof
• Een tussenstof kan van alles zijn: metaal, water, rubber, helium...

Geluidssnelheid 

• De snelheid van geluid noem je de geluidssnelheid. 
• Een ander woord voor geluidssnelheid is voortplantingssnelheid.
• De geluidssnelheid is in elke tussenstof anders.

Geluidsontvanger

Geluid is een trilling, hierdoor gaat de tussenstof trillen, uiteindelijk komt deze trilling bij een ontvanger die het geluid waarneemt.

Geluidsontvanger: oor en microfoon zijn vb van geluidsontvangers

Samenvatting:

Geluid wordt gemaakt door een geluidsbron.

Geluid is een trilling.

De tussenstof geeft de trilling van de geluidsbron door aan de geluidsontvanger.

De tussenstof kan lucht zijn.

De snelheid van het geluid noem je de geluidssnelheid.

De geluidssnelheid in lucht is ongeveer 340 m/s.

Elke stof heeft zijn eigen geluidssnelheid.

Aan de slag

Opdracht 1 t/m 18, Bladzijde 153 t/m 156

9.2 Geluidssnelheid

9.2.1 Je kunt berekeningen maken met de geluidssnelheid.

9.2.2 Je kunt benoemen wat er met geluid gebeurt als het een oppervlak van een ander materiaal tegenkomt.

9.2.3 Je kunt het gebruik van echoscopie beschrijven.

9.2.4 Je kunt het gebruik van echolood beschrijven.

9.2.5 Je kunt berekeningen maken met geluid bij een echo.

Geluidssnelheid

Geluid heeft in verschillende tussenstoffen een andere snelheid. Dit kan je vinden in de BiNaS

Snelheid van geluid in lucht: 343 m/s

Rekenen met geluidsnelheid

Geluidssnelheid vaak bekend, afstand berekenen

Afstand = snelheid x tijd 

Voorbeeld opdracht

Je ziet een bliksemflits. Je hoort 3,0 seconden later de donder. De luchttemperatuur is 20 °C.

Hoe ver is het onweer van je af?

gegevens

geluidssnelheid = 343 m/s 

tijd = 3,0 s

gevraagd

afstand tot het onweer = ? m

uitwerking

afstand = geluidssnelheid × tijd

afstand = 343 × 3,0 = 1029 m

Het onweer is 1029 m van je af. Dat is ongeveer 1 km.

Geluid terugkaatsen

Geluid dat tegen een hard voorwerp aankomt weerkaatst terug. Dit noem je echo. 

Geluid dat tegen een zacht voorwerp aankomt wordt geabsorbeerd. Het materiaal neemt het geluid dan op. 

Terugkaatsen van geluid

Het terugkaatsen van geluid heet echo.

Zo bepalen schepen de diepte van de zee. (Echolood)

Echoscopie

Echosende zendt ultrasoon geluid uit

Echolood

Echolood werkt met geluidsgolven. 

Het lood zend geluidsgolven weg (toongenerator) en vangt ze weer op (microfoon). 

Afgelegde weg van geluid= geluidssnelheid x tijd

(Let op, dit geluid legt 2 keer de afstand af)

Aan de slag

9.2, Bladzijde 160 t/m 172

9.3: Hoog en laag geluid

9.3 Hoog en Laag geluid

9.3.1 Je kunt het verband leggen tussen toonhoogte en frequentie.

9.3.2 Je kunt de toonhoogte in verband brengen met de lengte en de dikte van een snaar en met de spankracht in de snaar.

9.3.3 Je kunt het frequentiebereik van het menselijk gehoor benoemen.

9.3.4 Je kunt de functie van een toongenerator en een oscilloscoop beschrijven.

9.3.5 Je kunt op een beeld van een oscilloscoop hoge en lage tonen van elkaar onderscheiden.

Toonhoogte

Met je stem kun je hoge en lage tonen maken. 

Als je op een heel hoge toon praat, voel je het geluid hoog in je keel. Praat je met een heel lage stem, dan voel je het geluid laag in je keel.

Muziekinstrumenten kunnen hoge en lage tonen maken.

Toonhoogte:

Geeft aan hoe hoog of laag geluid klinkt.

Toonhoogte

Toonhoogte van een gitaar

Wat is frequentie?

De toonhoogte van een geluid hangt af van het aantal trillingen per seconde.

Het aantal trillingen in één seconde = Frequentie

De eenheid is Hertz (Hz)

Hoe sneller iets trilt, hoe hoger de frequentie. 

Hoe hoger de frequentie, hoe hoger de toon klinkt.

Frequentie bereik van ons gehoor

Frequentiebereik: 

De frequenties van de geluiden die je kunt horen.

Frequentiebereik

Het gebied tussen de 

20 Hz en 20 000 Hz kunnen mensen wel horen.

Toongenerator 

Een toongenerator is een elektrisch apparaat dat geluidstrillingen maakt. Een toongenerator kun je precies instellen op een frequentie. Je kunt een toongenerator ook downloaden op de computer, of als app op je telefoon.

Toongenerator:

Apparaat dat tonen van één frequentie maakt.

De oscilloscoop

Een oscilloscoop kan geluidstrillingen omzetten in een elektrisch signaal.

Met de oscilloscoop kun je geluid "zichtbaar" maken. 

In plaats van een oscilloscoop kun je een computer gebruiken. 

De oscilloscoop

Hoe meer golven op het scherm, hoe meer trillingen per seconde  (C).

Een brede golf betekent een kleine frequentie (A). 

Bij meer golven in dezelfde tijd worden de golven op het scherm smaller. De frequentie is dan groter. Hoe meer golven op het scherm, hoe hoger de toon van het geluid

Samenvatting:

Dunne en korte snaren geven een hoge toon.

Lange en dikke snaren geven een lage toon.

Als je een snaar strakker draait, dan wordt de toon hoger.

Draai je de snaar losser, dan wordt de toon lager.

De toonhoogte van geluid hangt af van het aantal trillingen per seconde.

Bij veel trillingen per seconde hoor je een hoge toon.

Bij weinig trillingen per seconde hoor je een lage toon.

De frequentie is het aantal trillingen per seconde.

1 trilling per seconde is 1 hertz (Hz).

Het frequentiebereik bestaat uit alle toonhoogten die je kunt horen.

Het frequentiebereik van mensen ligt tussen 20 Hz en 20 000 Hz.

Mensen hebben een ander frequentiebereik dan dieren.

Een toongenerator is een elektrisch apparaat dat geluidstrillingen maakt.

Met een oscilloscoop maak je de trillingen van geluid zichtbaar op een scherm.

Hoe meer golven je op een scherm ziet, hoe hoger de toon is. Hoe hoger de toon, des te groter is de frequentie.

Aan de slag!

Maak opdracht: van paragraaf 9.3

Bladzijde 176 t/m 187

9.4: hard en zacht geluid

Leerdoelen

9.4.1 Je kunt beschrijven wat geluidssterkte is.

9.4.2 Je kunt op een beeld van een oscilloscoop zachte en harde geluiden van elkaar onderscheiden

9.4.3 Je kunt het verschil uitleggen tussen dB en dB(A).

9.4.4 Je kunt geluidssterkte meten met een geluidssterktemeter.

9.4.5 Je kunt de pijngrens en de gehoordrempel beschrijven.

9.4.6 Je kunt beschrijven wat gehoorschade is en hoe je je hiertegen kunt beschermen.

Hard en zacht geluid.

Hard geluid: trilling met een hoge golf

Zacht geluid: trilling met een lage golf

Geluidssterkte

Hoe harder een geluid hoe hoger het aantal decibel.

Dit wordt gemeten met een decibelmeter.

Grootheid: geluidssterkte 

Eenheid: Decibel (dB)

Geluidssterkte 

De geluidssterkte heeft als eenheid decibel (dB)

De geluidssterkte meet je met een decibelmeter.

De geluidssterkte is afhankelijk van de afstand tot het geluid.

Decibelmeter

Met een decibelmeter 'meet' je het aantal decibel en dus de geluidssterkte

dB(A) geeft aan dat bij de meting rekening

is gehouden met het menselijk gehoor

Decibel

Geluidssterkte meten we in decibel (A)

Je kan het weergeven

in een decibelschaal ->

Pijngrens en gehoordrempel

Aan de slag 

9.4: Bladzijde 190 t/m 198

9.5: geluidshinder

Leerdoelen

9.5.1 Je kunt voorbeelden noemen van geluidshinder.

9.5.2 Je kunt aangeven op welke plaats een maatregel tegen geluidshinder wordt genomen.

9.5.3 Je kunt voorstellen doen voor maatregelen tegen geluidshinder bij de bron.

9.5.4 Je kunt voorstellen doen voor maatregelen tegen geluidshinder in de tussenstof.

9.5.5 Je kunt voorstellen doen voor maatregelen tegen geluidshinder bij de ontvanger.

Geluidsoverlast

Maatregelen tegen geluidshinder

Maatregelen tegen geluidshinder:

• Bij de geluidsbron
• Tussen de geluidsbron en de geluidsontvanger 
• Bij de geluidsontvanger 

Maatregelen bij de geluidsbron

- geluid zachter zetten

- oortjes gebruiken in plaats van via box

- Geluidsarme motor

- Fluisterasfalt

- Snelheidsbeperking

Maatregelen tussen geluidsbron en ontvanger:

- Geluidsscherm

- Geluidswal

- Kast of muur rond geluidsbron

Maatregelen bij geluidsontvanger:

- Oorkappen

- Oordoppen

-Geluidsisolatie (dubbelglas en spouwmuur)

Aan de slag

Opdrachten van 9.5. Bladzijde 200!