8.2 Toonhoogte en Frequentie

• Natuurkunde
• Middelbare school
• havo, vwo
• Leerjaar 2

Vorige les

Wat is geluid eigenlijk?

Hoe wordt geluid gemaakt?

Hoe snel beweegt het geluid zich?

Hoe kan het dat wij geluid horen?

1. Mobiel in de telefoon-tas of in je eigen tas 
2. Zitten volgens de plattegrond
   
3. Laptop, boek & schrift op tafel (Laptop nog dicht)
   
4. Tas op de grond

BINNENKOMEN IN HET LOKAAL

Vorige les

Wat is geluid eigenlijk?

Hoe wordt geluid gemaakt?

Hoe snel beweegt het geluid zich?

Hoe kan het dat wij geluid horen?

1. 8. 1 herhalen
2. practicum / demo
3. uitleg 8.2
4. opgaven make
5. afsluiting van de les

PROGRAMMA VAN DE LES

Vorige les

Wat is geluid eigenlijk?

Hoe wordt geluid gemaakt?

Hoe snel beweegt het geluid zich?

Hoe kan het dat wij geluid horen?

1. Wat is geluid?
2. Hoe ontstaat geluid?
3. Hoe snel beweegt het geluid zich?

HERHALING § 8.1 GELUID MAKEN EN HOREN

Vorige les

Wat is geluid eigenlijk?

Hoe wordt geluid gemaakt?

Hoe snel beweegt het geluid zich?

Hoe kan het dat wij geluid horen?

1. Geluid is de hoorbare verandering van de luchtdruk.     
   
   
   
   
   
    
2. Door de trillingen in of van een geluidsbron.
    
3. 343 m/s .  Dus het geluid legt 343 meter af in één seconde 

ANTWOORDEN

6.2 Toonhoogte en frequentie

https://nl.mozaweb.com/Microcurriculum-364773

8.2 TOONHOOGTE EN FREQUENTIE

LEERDOELEN

• Je kunt de drie factoren noemen die van invloed zijn op de hoogte van de toon die een snaar maakt.
• Je kunt uitleggen wat de frequentie is van een trilling en je kent de eenheid waarin deze gemeten wordt.
• Je kunt het verband geven tussen de frequentie en de toonhoogte.
• Je kunt uitleggen waarvoor je een oscilloscoop gebruikt.
• Je kunt het frequentiebereik van mensen benoemen.
• Je kunt uitleggen wat ultrasoon geluid is. (plusstof)

LEERDOELEN

• Je kunt de drie factoren noemen die van invloed zijn op de hoogte van de toon die een snaar maakt.
  
• Je kunt uitleggen wat de frequentie is van een trilling.
•  Je kunt in een oscilloscoopbeeld de trillingstijd van een toon bepalen.
• Je kunt berekeningen maken  met trillingstijd en frequentie. 
• Je kunt het frequentiebereik noemen van het menselijke gehoor.   
• Je kunt het verschil uitleggen tussen  ultrasoon en infrarood geluid. (plusstof)

LEERDOELEN

• Je kunt de drie factoren noemen die van invloed zijn op de hoogte van de toon die een snaar maakt.
• Je kunt uitleggen wat de frequentie is van een trilling en je kent de eenheid waarin deze gemeten wordt.
• Je kunt het verband geven tussen de frequentie en de toonhoogte.
• Je kunt uitleggen waarvoor je een oscilloscoop gebruikt.
• Je kunt het frequentiebereik van mensen benoemen.
• Je kunt uitleggen wat ultrasoon geluid is. (plusstof)

Aan de slag

• Wij gaan practicum 5 doen. Dit staat op blz. 219 en 220
• Doelstelling:
  Het maken van hoge en lagen tonen met een liniaal.

Tijd tot  13. 45 uur`

Klaar? Ga dan 8.2 lezen

                         Korte snaren hoge toon 

     Lange snaren lage toon 

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.

De hoogte van de toon die een snaar produceert, hangt af van drie factoren:

Snaarinstrument stemmen

Laag en hoog tonige instrumenten

tuba                           piccolo

Frequentie

Het aantal trillingen per seconde wordt de frequentie van de trilling genoemd. 

De frequentie wordt gemeten in hertz (Hz). Als de frequentie 128 Hz is, bewegen de benen van de stemvork 128 keer per seconde heen en weer. Hoe hoger de frequentie, des te hoger is de toon die je hoort. Een stemvork van 440 Hz geeft bijvoorbeeld een hogere toon dan een stemvork van 128 Hz.

Geluid kun je 'zichtbaar' maken met de oscilloscoop.

Stemvork en Oscilloscoop

begin bij 2.40 min

Een oscilloscoop kan geluidstrillingen omzetten in een elektrisch signaal

https:

Virtual Oscilloscope

Frequentie

Het aantal trillingen per seconde wordt de frequentie van de trilling genoemd. 

De frequentie wordt gemeten in hertz (Hz). Als de frequentie 128 Hz is, bewegen de benen van de stemvork 128 keer per seconde heen en weer. Hoe hoger de frequentie, des te hoger is de toon die je hoort. Een stemvork van 440 Hz geeft bijvoorbeeld een hogere toon dan een stemvork van 128 Hz.

• Frequentie van de trilling = het aantal trillingen per seconde 
• De frequentie wordt gemeten in hertz (Hz).
  Als de frequentie 128 Hz is, bewegen de benen van
  de stemvork 128 keer per seconde heen en weer.  
• Hoe hoger de frequentie,
  des te hoger is de toon die je hoort.
  Een stemvork van 440 Hz geeft bijvoorbeeld
  een hogere toon dan een stemvork van 128 Hz.

FREQUENTIE

begin bij 2.40 min

     trillingstijd T = tijd die nodig is voor één volledige trilling

Trillingstijd 

Hoe kleiner trillingstijd, hoe hoger de toon. Dus hoe hoger de frequentie!

             f= 1Hz           f= 2Hz           f= 3Hz

FREQUENTIE

frequentie = aantal trillingen per seconde

f=​T​​1​​

f = frequentie in Hz

T= trillingstijd in s

Hoe hoger de frequentie, hoe hoger de toon. 

     trillingstijd T = tijd die nodig is voor één volledige trilling

Trillingstijd 

T=​f​​1​​

T= trillingstijd in s

f= frequentie in Hz

FREQUENTIE

Toename frequentie

Afname trillingstijd

REKENEN MET GELUID

Formules:

Omrekenregel:

• 1 ms = 0,001 s
  
• 1 kHz = 1000 Hz
  

Grootheid (Wat meet je?)	Afkorting	Eenheid (Waarin meet je?)	Afkorting
Frequentie	f	Hertz	Hz
Trillingstijd	T	seconde	s

f=​T​​1​​

T=​f​​1​​

Voorbeeldsommen

Voorbeeld 1:

Een snaar trilt 250 keer per seconde. Bereken de  trillingstijd in ms.

Voorbeeld 2:

Een snaar heeft een trillingstijd van 5 ms. Bereken de frequentie.

f=​T​​1​​

T=​f​​1​​

Antwoord Voorbeeld 1:

 

- Gegeven:   f = 250 Hz
- Gevraagd:  T = ?

- Formule:  

- Berekening: 

 

 - Antwoord:  T = 4 ms

 

  

T=​f​​1​​

T=​f​​1​​=​250​​1​​=0,004s=4ms

Antwoord Voorbeeld 2:

- Gegeven: T =  5 ms

- Gevraagd: f = ?
 

- Formule:                                  

 

- Berekening:

 - Antwoord: f = 200 Hz

f=​T​​1​​

f=​T​​1​​=​0,005​​1​​=200Hz

Let op!

 T = 5 ms = 0,005 s

FREQUENTIEBEREIK 

De tonen die je kan horen liggen tussen 20 en 20.000 Hz

Zien met ultrasoon geluid 

ULTRASOON EN INFRASOON GELUID

Infraroos:  < 20 Hz

Ultrasoon > 20.000 Hz

Deze is buiten de bereik van het menselijke gehoor

Opdrachten

6.2 - Opdracht 1 t/m 10

Bestuderen: 

8.2 Toonhoogte en frequentie (blz. 188 t/m 191)

Maken  opdrachten 

De HAVO leerlingen maken : opdracht 1 t/m 11
De Atheneum leerlingen maken : opgave 1 t/m 13

Tijd tot 14.30 uur

   

AAN DE SLAG

Wat heeft geen invloed op de toonhoogte van een trillende snaar?

1. De lengte van de snaar
2. De dikte van de snaar
3. De spanning van de snaar
4. De kleur van de snaar

Wat is de eenheid van frequentie?

1. Hh
2. HH
3. Hz
4. Hq

Een snaar maakt 15.000 trillingen per seconde, kan een mens dit geluid horen?

1. Juist
2. Onjuist

Een oscilloscoop kan

1. geluid omzetten in een elektrisch signaal
2. een elektrisch signaal omzetten in geluid
3. werken als geluidsbox