beeld en geluid

• Natuurkunde
• Middelbare school
• mavo
• Leerjaar 2

Leerdoelen 

• Je kunt uitleggen waarvan de hoogte van de toon van een snaar afhangt. 
• Je kunt uitleggen waarvoor een stemvork gebruikt wordt. 
• Je kunt uitleggen wat de frequentie van een trilling is en in welke eenheid deze gemeten wordt. 
• Je kunt uitleggen waarvoor je een oscilloscoop gebruikt. 
• Je weet tussen welke frequenties het frequentiebereik van het gehoor van jonge mensen meestal ligt.

Snaarinstrumenten

In allerlei muziekinstrumenten worden snaren gebruikt. Een viool heeft bijvoorbeeld vier snaren, een gitaar heeft er zes en een piano heeft er meer dan tweehonderd. 

Als je zo’n snaar in trilling brengt, geeft hij een toon: 

een geluid met een bepaalde toonhoogte. 

Een gitaar heeft zes snaren. Een gitarist slaat de derde snaar aan met zijn vinger op de helft van de snaar. Hierna wil hij een hogere toon laten horen op zijn gitaar.
Op welke manieren kan de gitarist een hogere toon laten horen? Meerdere antwoorden mogelijk.

1. Hij kan de derde snaar losser draaien
2. Hij kan de derde snaar vaster draaien
3. Hij kan dunnere snaar aanslaan
4. Hij kan de snaar korter maken door zijn vinger op een andere plek op de hals te plaatsen

Er zijn veel verschillende soorten snaarinstrumenten. Zo is er naast de normale gitaar ook een basgitaar. Zo'n basgitaar geeft lagere tonen dan een normale gitaar.
Zijn de snaren van een basgitaar dikker of dunner dan die van een normale gitaar?

1. dikker
2. dunner

Een viool heeft vier snaren. Een violist strijkt over de tweede snaar met zijn vinger op de helft van de snaar. Hierna wil hij een lagere toon laten horen op zijn viool.
Op welke manieren kan de violist een lagere toon laten horen?

1. Hij kan over een dikkere snaar strijken
2. Hij kan over een dunnere snaar strijken
3. Hij kan de tweede snaar losser draaien

De hoogte van die toon hangt af van drie dingen.  

• Hoe dik de snaar is.   

Hoe dikker de snaar, hoe lager de toon.  

• Hoe lang de snaar is (figuur 1).  

Hoe langer de snaar, hoe lager de toon.  

• Hoe strak de snaar is gespannen.  

Hoe lager de spanning, hoe lager de toon.

Frequentie van geluid =

1. Toonhoogte van geluid
2. Hardheid van geluid

Frequentie

Frequentie is het zelfde als toonhoogte

De definitie van frequentie:

Het aantal trillingen per seconde

Wat is de eenheid van frequentie?
De eenheid van frequentie van is A ………………………..
De afkorting van deze eenheid is B...……………………...

Een bij slaat in 1 seconde 260 keer met zijn vleugels op en neer. Je hoort dan een zoemend geluid.Hoe groot is de frequentie van dit geluid?De frequentie van het geluid van het zoemen van de bij is...…………. Hz.

Frequentie

 Het aantal trillingen per seconde noem je de frequentie van de trilling. 

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 een hogere toon dan een stemvork van 128 Hz.

Een stemvork trilt met een frequentie van 440 Hz.
Wat betekent dit? Kies het juiste antwoord.

1. Iedere seconde gaan de benen van de stemvork 440 keer op en neer
2. Een keer op en neer gaan van de benen duurt 440 seconden
3. Iedere minuut gaan de benen van de stemvork 440 keer op en neer

Een schip met een zware dieselmotor vaart over een rivier. De frequentie van het geluid dat de motor maakt is 11 Hz.
Kun je deze motor horen? Kies de juiste bewering.

1. Ja, het geluid van zo'n motor is hard genoeg
2. Nee, het geluid ligt buiten het frequentie bereik van het menselijk oor
3. Ja, het geluid ligt binnen het frequentie bereik van het menselijk oor
4. Nee, motoren van schepen hoor je nooit

Nieuwe tandartsboren maken geluid met een frequentie van 16 kHz.
Kun je deze boor horen? Kies de juiste bewering.

1. Nee, het geluid ligt buiten het frequentie bereik van het menselijk oor
2. Ja, het geluid ligt buiten het frequentie bereik van het menselijk oor

Het menselijk oor kan geluiden horen met een frequentie tussen ..... Hz en .... Hz.

1. 20 en 2.000
2. 2 en 2.000
3. 20 en 20.000
4. 2 en 20.000

DEMO

In het diagram zie je twee golfsporen van twee tonen. Vul de juiste woorden in.
Het zwarte golfspoor geeft de A...………...
toon weer. Het paarse golfspoor geeft de
B..........………...toon weer. Kies uit hoogst of laagste

Bij welk oscilloscoopbeeld is de toon het hoogst?

1. 1
2. 2
3. in beide beelden is het geluid even hoog.

In de afbeelding zie je vier verschillende golfsporen van geluiden. Elk golfspoor is gemaakt in 0,02 s.
Welke golfspoor geeft geluid weer met de laagste frequentie?

1. beeld A
2. beeld B
3. beeld c
4. beeld D

Als formule ziet het zo uit

Grootheid     symbool         eenheid     symbool    

Frequentie    f                         Hertz           Hz

Trillingstijd    T                        seconde    s

Trillingstijd en frequentie (aantekening)

Belangrijke opmerkingen

- Vergeet niet de formule goed op te schrijven
- Geen grootheden of eenheden vergeten
- Soms moet je miliseconde omrekenen naar seconde
- gebruik alleen seconde en Hertz in de formule

Wat is de frequentie?

1. f = 400 Hz
2. f = 200 Hz
3. f = 0,4 Hz
4. f = 0,2 Hz

Op de oscilloscoop is een toon afgebeeld. De tijd van het volledige beeld is 0,02 s.
Bepaal de frequentie van deze toon.

1. 0,5 Hz
2. 1,5 Hz
3. 5 Hz
4. 50 Hz

Op de oscilloscoop is een toon afgebeeld. De tijd van het volledige beeld is 0,01 s.
Bepaal de frequentie van deze toon.

1. 4 Hz
2. 10 Hz
3. 40 Hz
4. 400 Hz