toonhoogte en frequentie

• Natuurkunde
• Middelbare school
• havo
• Leerjaar 3

7.2 toonhoogte en frequentie

toets 5

Neem voor je:

• schrift
• pen, potlood en geodriehoek
• rekenmachine
• boek, paragraaf 7.2 (blz 226)

Voorkennis

Een golf is een trilling (een herhalende beweging).

De golflengte is 1 periode.

De amplitude is de maximale uitslag gemeten vanaf het evenwichtspunt.

Herhaling

Voorkennis

Geluid wordt gemaakt in een geluidsbron.

Geluid wordt opgevangen door een ontvanger

Tussen de geluidsbron en de ontvanger zit een tussenstof (medium)

Ieder medium heeft zijn eigen geluidsnelheid. Door een vaste stof gaat het geluid het snelst en door een gas (bijv. lucht) gaat het geluid het langzaamst.

De afstand (s) tot de geluidsbron kun je uitrekenen met de formule:

s = stukje (afstand)

v = vaart (snelheid van het geluid)

t = tijd

voorbeeld geluidsbron:

• muziek instrument
• stembanden
• conus van een speaker

Voorbeelden van ontvanger:

• microfoon
• oren

voorbeeld van tussenstof

• lucht (v = 340 m/s)
• water (v = 1500 m/s)
• staaldraad (v = 5100 m/s)

s=v​geluid​​⋅t

Doelen van deze les (wat moet je kunnen)

• werken met de formule s = v . t
• geluid kunnen herkennen als een golf
• frequentie en toonhoogte met elkaar verbinden 

s = v . t

Als het onweert kun je de donder later horen 

dan de lichtflits. Dit komt omdat het licht 

veel sneller gaat dan geluid. 

Licht heeft een snelheid van 300 000 km in 1 seconde! 

(en dat is snel)

Geluid heeft een snelheid van ongeveer 340 m in 1 seconde

(grofweg gaat licht dus 1 000 000 x sneller dan geluid)

Als je dan gaat tellen (tussen de lichtflits en de donder) dan mag je er ongeveer van uit gaan dat als je drie seconde aftelt, de bliksem 1 km van jou vandaan is.

This video is no longer available

Welke video was dit?

s = v . t

Grofweg mag je zeggen dat iedere 3 seconde het geluid aflegt van 1 km.

Hoever is de bliksem geweest (het duurde iets meer dan 12 seconde voordat je de donder hoorde).

3 seconde = 1km

6 seconde = 2km

9 seconde = 3km

12 seconde = 4km

s = v . t

Je ziet een bliksemflits en hoort de donder na 12 seconde.

Bij natuurkunde moet je dit preciezer uitrekenen. Dus je moet een formule gebruiken en de geluidsnelheid door de lucht (= 340 m/s).

Bereken de afstand die in 12 seconde wordt afgelegd.

s = v . t

• noteer de formule
• noteer de vraag
• noteer de gegevens 

• noteer de som
• noteer de antwoordzin

s = v . t	vraag: s = ? gegevens: v(geluid) = 340 m/s t = 12 s
s = 340 x 12	s = 4080 m (of 4,08 km)

reken zelf uit

Twee walvissen hebben een discussie over het inentingsprogramma. 

Het geluid tussen de walvissen is 4 seconde onderweg, (Moby hoort het geluid van Willy 4 seconde nadat Willy gesproken heeft)

Bereken de afstand tussen de twee walvissen.

• geluidsnelheid door zeewater is 1510 m/s

s = v . t

• noteer de formule
• noteer de vraag
• noteer de gegevens 

• noteer de som
• noteer de antwoordzin

s = v . t	vraag: s = ? gegevens: v(geluid) = 1510 m/s t = 4 s
s = 1510 x 4	s = 6040 m (of 6,04 km)

De frequentie

Een golf is een trilling en dat is een herhaalde beweging. Het aantal keer dat de beweging herhaald wordt in 1 seconde noemen we de frequentie.

De frequentie wordt weergegeven met de kleine letter f met als eenheid Hertz (Hz)

De frequentie

Als je een steen op het water gooit dan ontstaan er golven.

Als er een eend op het water zit dan zie je dat de eend omhoog en omlaag gaat door de golven.

Stel dat de eend dan drie keer in een seconde omhoog en omlaag beweegt, dan is de frequentie drie keer per seconde ==>

3 Hz

de frequentie en de toonhoogte

De hoogte van het geluid is afhankelijk van de frequentie.

Hoe hoger de frequentie is (hoe sneller de trilling gaat) des te hoger is het geluid.

We gaan nu een test doen, iin het begin hoor je misschien niets maar dat ligt aan de weergave van de boxen/computer. Let op vanaf 150 Hz ga je het geluid horen.

Noteer welk geluid jij niet meer hoort (invullen in je schrift, de frequentie staat in beeld)

de frequentie en de toonhoogte.

Mensen kunnen geluid horen waarvan de frequentie tussen de 20 Hz en de 20 000 Hz zit.

Dit noemen we het frequentiebereik van de mens.

Andere dieren hebben weer een ander bereik.

Beantwoord in je schrift:

1. honden horen hoger/lager geluid dan mensen
2. wat is het bereik van een vleermuis?
3. welk dier hoort het hoogste geluid?

de frequentie en toonhoogte

Bij muziekinstrumenten kunnen wij op verschillende manieren het geluid hoger of lager maken.

de frequentie en toonhoogte

De lengte van de snaar.

Korte of lange snaren

(groot of klein instrument)

Hoe langer de snaar is, des te lager wordt de toon.

1. welke kant van de harp geeft de hoogste toon?
2. welk instrument geeft een lagere trom, de kleine trom of de grote trom.

de frequentie en de toonhoogte

De dikte van de snaar.

Hoe dikker de snaar is, des te lager is de toon.

Bekijk het plaatje van de snaren van de gitaar.

1. welke snaar heeft de hoogste toon?

de frequentie en de toonhoogte

De spanning van de snaar,

Hoe lager de spanning (hoe slapper de spanning is) des te lager is het geluid.

termen (dus leren)

• frequentie: een natuurkundige grootheid die aangeeft hoeveel trillen er zijn in een seconde. Het symbool is de f, de eenheid is de Hertz (Hz)
• frequentie bereik: wat onder normale omstandigheden de hoogste en de laagste toon is die een dier kan horen. Het frequentie bereik wordt aangegeven met de frequenties (in Hertz)
• geluidsnelheid: de snelheid waarmee het geluid door de tussenstof verplaatst.
• geluidsbron: apparaat dat geluid maakt en uitzendt
• ontvanger: apparaat dat het geluid registreert. 
• trilling: een beweging die zichzelf regelmatig herhaalt.

Huiswerk:

Leer de termen (via classroom deze presentatie bekijken)

maken vraag 16, 17 en 18 (blz 230)