Geluid

• Natuurkunde
• Middelbare school
• havo
• Leerjaar 2

H6 Geluid

https://youtu.be/pFEB0chiuJA

Geluid

Geluid ontstaat door de trillingen in een geluidsbron.

Enkele voorbeelden zijn:

• de stembanden in je keel;

• de conus van een luidspreker;

• de snaren van een gitaar

Tussenstof

Geluid heeft een tussenstof nodig waarin de trillingen worden doorgegeven. Dit kan

een gas, vloeistof of vaste stof zijn.

De geluidssnelheid in lucht van 20 °C is 343 m/s

Rekenen met geluid

Je kunt de afstand die het geluid aflegt berekenen met de formule: 

Als je de geluidssnelheid invult in meter per seconde en de tijd in seconden, vind je de afstand in meter.

s=v⋅t

Horen

Als een geluid je oor bereikt, gaat je trommelvlies trillen. Deze trillingen worden omgezet in signalen naar je hersenen; je hoort het geluid.

Toonhoogte en frequentie

Toonhoogte

De hoogte van de toon die een snaar produceert wordt bepaald door:

• de dikte van de snaar: hoe dikker de snaar, des te lager is de toon;
  
• de lengte van de snaar: hoe langer de snaar, des te lager is de toon;
  
• de spanning van de snaar: hoe lager de spanning, des te lager is de toon

Frequentie

De frequentie van een toon is het aantal trillingen per seconde. De frequentie wordt gemeten in hertz (Hz).

Hoe groter de frequentie, des te hoger is de toon die je hoort. Een hogere toon heeft meer trillingen per seconde dan een lagere toon.

Trillingstijd

Met de formule

kun je berekenen welke frequentie er hoort bij een trillingstijd.

T in seconde, frequentie f in hertz (Hz).

Mensen horen tonen van 20 tot 20 000 Hz. Dit heet het frequentiebereik.

 1ms/div = één vakje is 1 miliseconde  

f=​T​​1​​

Geluidssterkte

Amplitude van een luide toon. 

Amplitude van een zachte toon.

De amplitude van de trillingen is met een dubbele pijl in de foto aangeduid. De amplitude is de afstand tussen het midden en de uiterste stand

Geluidssterkte

De geluidssterkte meet je in decibel (dB) met een decibelmeter. Een toon van 0 dB en een frequentie van 1000 Hz kun je net niet horen.

Hoe groter de afstand tot een geluidsbron, hoe kleiner de geluidssterkte.

Geluidshinder

Je gehoordrempel en pijngrens hangen af van de frequentie: voor lage en heel hoge tonen zijn je oren minder gevoelig.

Bij metingen voor geluidshinder wordt een A-filter gebruikt. Deze filter is net als je oren minder gevoelig voor lage en hele hoge tonen. De eenheid van geluidssterkte bij deze meting is dB(A).

Als het aantal geluidsbronnen twee keer zo groot wordt, neemt de geluidssterkte met 3 dB toe

Geluidsoverlast bestrijden

Schadelijk

Het is belangrijk om je oren niet te veel bloot te stellen aan hard geluid, om permanente gehoorschade te voorkomen. Een piep in je oor is een teken van – hopelijk tijdelijke – gehoorschade.

Geluidsoverlast bestrijden

• bij de bron

Bijvoorbeeld het aanbrengen van geluidsisolatie rondom een lawaaierige machine.

• tussen bron en ontvanger
  

Bijvoorbeeld geluidswallen en geluidsschermen verminderen overlast door verkeerslawaai. 

• bij de ontvanger
  

Bijvoorbeeld het extra goed isoleren van woningen.  Je kunt oordoppen of oorkappen dragen.

Dit hoofdstuk:

• Weten wat een tussenstof is.
• Kunnen rekenen met de formule s=v×t
• Weten dat  bij een verdubbeling van het aantal geluidsbronnen, de geluidssterkte toeneemt met 3 dB.
• Van een afbeelding kunnen aflezen welke toon er hoger/lager is en welke toon het hardst/zachtst is. 
• De trillingstijd en/of de frequentie kunnen berekenen met f= 1/T
• Manieren kunnen noemen  om geluidshinder aan te pakken bij de bron/ tussen bron en ontvanger of bij de ontvanger. 
• Met behulp van een figuur  kunnen bepalen of mensen  een toon met een bepaalde frequentie of geluidssterkte kunnen horen. (gehoordrempel).
• Kunnen benoemen waar de toonhoogte van een snaar van afhankelijk is. 
• Kunnen uitleggen wat bijvoorbeeld 2 ms/div betekent. 
• Aan de hand van de aangegeven tijdbasis (bijv. 2 ms/div) de frequentie van een toon kunnen berekenen.