H8.2 B2HV Toonhoogte en frequentie

• Nask / Techniek
• Middelbare school
• havo, vwo
• Leerjaar 1

• Je schrift (aantekeningen)
• Pen en potlood 
• Rekenmachine

Pak alvast:

Wat gaan we deze les doen?

1. Herhaling: H8.1  Geluid maken en horen                          (10 min)
2. Uitleg: H8.2 Toonhoogte en frequentie                            (20 min)
   
3. Zelfstandig: opdrachten H8.2                                              (30 min)

LET OP: online is het Hoofdstuk 8, in je boek Hoofdstuk 6 Geluid!

Leerdoelen H8.1

..

Wat is geluid? 

• Geluid zijn trillingen
• Die trillingen worden gemaakt door een geluidsbron 

Maak aantekeningen!

Hoe verplaatsen die trillingen zich? 

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

Hoe verplaatsen trillingen zich door de tussenstof? 

• Door het trillen van een geluidsbron ontstaan drukverschillen in de tussenstof
• Die drukverschillen ontstaan doordat de moleculen de trillingen doorgeven

Wat is de snelheid van het geluid?

5100 m/s

1480 m/s

343 m/s

..

De geluidssnelheid

..

De geluidssnelheid

Het onweert. Je ziet een lichtflits en 5 seconde later hoor de de donder. 

Hoe ver is de afstand vanaf jou tot de blikseminslag?

..

Je kunt de drie factoren noemen die van invloed zijn op de hoogte van de toon die een snaar maakt

Snaarinstrumenten

1. De dikte van de snaar: hoe dikker de snaar, hoe lager de toon;
2. De lengte van de snaar: hoe langer de snaar, hoe lager de toon; 
3. De spanning van de snaar; hoe lager de spanning, hoe lager de toon; 

Je kunt de drie factoren noemen die van invloed zijn op de hoogte van de toon die een snaar maakt.

Demo gitaar

Maak aantekeningen!

Je kunt de drie factoren noemen die van invloed zijn op de hoogte van de toon die een snaar maakt

Snaarinstrumenten

1. De dikte van de snaar: hoe dikker de snaar, hoe lager de toon;
2. De lengte van de snaar: hoe langer de snaar, hoe lager de toon; 
3. De spanning van de snaar; hoe lager de spanning, hoe lager de toon; 

Je kunt de drie factoren noemen die van invloed zijn op de hoogte van de toon die een snaar maakt.

Een snaarinstrument kan je stemmen door de snaren de juiste spanning te geven. 

Maak aantekeningen!

Je kunt uitleggen wat de frequentie van een trilling is

Frequentie

Je kunt uitleggen wat de frequentie van een trilling is

• De frequentie is het aantal trillingen per seconde
• Frequentie wordt gemeten in de eenheid Hertz (Hz)

Maak aantekeningen!

Demo 6 - stemvorm met schrijfstift

Doel: laten zien hoe een trillende stemvork een geluidsspoor laat ontstaan.

Nodig: stemvork met schrijfstift, beroete glasplaat, overheadprojector.

Uitvoering: Leg de glasplaat met de beroete kant naar boven op de overheadprojector. Sla de stemvork aan en trek de schrijfstift voorzichtig over de beroete plaat. De leerlingen kunnen dan duidelijk zien, hoe het golfspoor ontstaat.

Je kunt uitleggen wat de frequentie van een trilling is

Frequentie

Je kunt uitleggen wat de frequentie van een trilling is

• De frequentie is het aantal trillingen per seconde
• Frequentie wordt gemeten in de eenheid Hertz (Hz)

• Bij een frequentie van 100 Hz, bewegen de benen van een stemvork dus 100 keer per seconden heen en weer;
•  Hoe hoger de frequentie -> hoe hoger de toon

Maak aantekeningen!

Demo 7 - oscilloscoop

Demo 7

Doel: demonstreren hoe geluidstrillingen onderzocht kunnen worden met behulp van een oscilloscoop.

Nodig: oscilloscoop, toongenerator, luidspreker, microfoon, stemvork op klankkast, hamertje, (diverse muziekinstrumenten).

Uitvoering:

– Sluit de toongenerator aan op de oscilloscoop. Stel de toongenerator in op 1 Hz. Stel de tijdbasis van de oscilloscoop in op 0,5 s/div. Op het scherm is dan duidelijk een trillend punt te zien.

– Leg uit dat de uitwijking van het punt bepaald wordt door de grootte van de spanning die de toongenerator levert. Doordat de spanning steeds verandert, beweegt het punt steeds op en neer.

Je kunt in een oscilloscoopbeeld de trillingstijd van een toon bepalen

Je kunt in een oscilloscoopbeeld de trillingstijd van een toon bepalen

academo.org

Je kunt berekeningen maken met trillingstijd en frequentie

Trillingstijd

Je kunt berekeningen maken met trillingstijd en frequentie

• De tijd die voor één volledige trilling nodig is, wordt de trillingstijd (T) genoemd. 

Maak aantekeningen!

Je kunt berekeningen maken met trillingstijd en frequentie

Trillingstijd

Je kunt berekeningen maken met trillingstijd en frequentie

• De tijd die voor één volledige trilling nodig is, wordt de trillingstijd (T) genoemd. 

Maak aantekeningen!

Trillingstijd en frequentie

• Met de trillingstijd kan je de frequentie berekenen
• Als de trillingstijd 0,1 s is, dan gaan er 10 trillingen in 1 seconde. De frequentie is dan 10 Hz. 
• Oftewel: 

frequentie=​trillingstijd​​1​​

f=​T​​1​​

Je kunt berekeningen maken met trillingstijd en frequentie

Opdracht

Bepaal de trillingstijd van de toon

• De tijd die voor één volledige trilling nodig is, wordt de trillingstijd (T) genoemd. 

frequentie=​trillingstijd​​1​​

f=​T​​1​​

Je kunt berekeningen maken met trillingstijd en frequentie

Opdracht

Bepaal de frequentie van de toon 

• De tijd die voor één volledige trilling nodig is, wordt de trillingstijd (T) genoemd. 

frequentie=​trillingstijd​​1​​

f=​T​​1​​

• Met de trillingstijd kan je de frequentie berekenen
• Als de trillingstijd 0,1 s is, dan gaan er 10 trillingen in 1 seconde. De frequentie is dan 10 Hz. 
• Oftewel: 

Je kunt het frequentiebereik noemen van het menselijk gehoor

Frequentiebereik van je gehoor

Je kunt het frequentiebereik noemen van het menselijk gehoor

• De meeste mensen (van jullie leeftijd) horen tonen tussen de 20 en 20 000 Hz.
• Deze tonen liggen dus binnen het frequentiebereik van je gehoor.

Maak aantekeningen!

Demo 9 - toongenerator 

Demo 9

Doel: het frequentiebereik van het menselijk gehoor bepalen.

Nodig: toongenerator, versterker, goede luidsprekerbox.

Uitvoering: Sluit de toongenerator via de versterker aan op de luidsprekerbox. Stel de toongenerator in op 10 000 Hz. Voer de frequentie langzaam op tot 25 000 à 30 000 Hz. Laat de leerlingen zelf de bovengrens van het frequentiebereik van hun gehoor bepalen.

Op een soortgelijke manier kun je ze ook de ondergrens van het frequentiebereik laten bepalen. Begin bij 100 Hz en maak de frequentie langzamerhand lager.

N.B. De waarde die de leerlingen zo vinden, is wel iets te hoog. Dat komt doordat de luidsprekerbox de benodigde lage tonen niet goed kan weergeven. Desgewenst kun je de toongenerator uit demo 8 gebruiken om de juiste tonen te genereren.

Je kunt het verschil uitleggen tussen ultrasoon en infrasoon geluid

Ultrasoon en infrasoon geluid

Je kunt het verschil uitleggen tussen ultrasoon en infrasoon geluid

• Geluid met een frequentie groter dan 20 000 Hz wordt ultrasoon genoemd;
• Geluid met een frequentie kleiner dan 20 Hz wordt infrasoon genoemd;

Maak aantekeningen!

..

..

..

..

..

..

..

..

..

..

..

..

Aan de slag

1. Herhaling: H8.1  Geluid maken en horen                          (10 min)
2. Uitleg: H8.2 Toonhoogte en frequentie                            (20 min)
   
3. Zelfstandig: Opdracht 1 t/m 13 H8.2                                  (30 min)

LET OP: online is het Hoofdstuk 8, in je boek Hoofdstuk 6 Geluid!

Schrijf 3 dingen op die je deze les hebt geleerd.

Stel 1 vraag over iets dat je nog niet zo goed hebt begrepen.