Paragraaf 3: Geluidssterkte

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

Hoofdstuk 6: Geluid

Paragraaf 3: Geluidssterkte

Na deze les..

• weet je wat de geluidssterkte en de amplitude van een trilling is.
• kun je uitleggen wat de amplitude en de geluidssterkte met elkaar te maken hebben.
• weet je wat de gehoordrempel en de pijngrens van geluid zijn en kun je deze aflezen uit een diagram.
• kun je het verschil uitleggen tussen dB en dB(A).
• kun je aangeven hoe de geluidssterkte verandert als het aantal geluidsbronnen verandert.
• kun je aangeven hoe de geluidssterkte verandert als de afstand tot de geluidsbron verandert. (VE)

Amplitude

In de vorige paragraaf hebben we gekeken naar hoog en laag geluid (het aantal trillingen per seconde). In deze paragraaf kijken we naar hard en zacht geluid. Dat kun je zien aan de amplitude van de trilling. Dat is de afstand vanaf het midden van de trilling naar het hoogste punt. Dat is het pijltje in het beeld hiernaast:

Frequentie en amplitude

Hieronder zie je een hoge (boven) en een lage toon (onder). Het aantal trillingen (de frequentie) verandert, maar de trillingen zijn boven en onder wel even hoog.

Hieronder zie je drie tonen die steeds wat harder worden. Rood  is het zachtst, blauw is het hardst. De golven zijn steeds hoger (de amplitude), maar er zijn wel evenveel trillingen

Geluidssterkte meten

De geluidssterkte kun je meten in het aantal decibel, afgekort dB. Je kunt dit meten met een decibelmeter (dB-meter). Wil je dit zelf eens proberen? Dat kan via deze website (klik hier)

dB-meters houden altijd rekening met het menselijk gehoor. Voor ons klinkt namelijk niet elke toonhoogte even hard. Daar houdt de dB-meter rekening mee. We noemen dit de dB(A)-schaal.

Hoe hard is dat eigenlijk?

Op het plaatje hieronder kun je zien hoe hard een aantal soorten geluid zijn. Hierbij zijn twee grenzen. De onderste grens is de gehoordrempel. Dat is het zachtste geluid wat je kunt horen. De bovenste grens is de pijngrens. Dan is het geluid zo hard dat het pijn doet aan je oren.

Gehoordrempel en pijngrens

De gehoordrempel en pijngrens zijn niet voor elke frequentie hetzelfde. Dat kun je zien in de grafiek hieronder:

Rekenen met decibel (1)

De decibel-schaal verloopt een beetje bijzonder. Dat komt door de berekening die erachter zit. Die hoef je (nog) niet te kennen. 

De regel is dat elke keer als het geluid 2 keer zo hard wordt, dat er 3 dB bij komt. Een voorbeeld:

Thea zit thuis te videobellen met haar klasgenoot. Ze praat daarbij op een normaal geluidsniveau. Dat is 50 dB. Moeder klaagt dat ze dat ergens anders moet doen, want als alle 8 kinderen van het gezin dat doen wordt het veel te veel.

Rekenen met decibel (2)

1 persoon die praat is dus 50 dB, hoeveel is dat bij 8 personen?

                                   1 persoon   =   50 dB

                                   2 personen =   53 dB

                                   4 personen =   56 dB

                                   8 personen =   59 dB

Deze berekening is het makkelijkst als je dit zoals hierboven uitschrijft. Dat mag je dus ook doen, geen formules nodig.

VE: Puntvormige geluidsbronnen en lineaire geluidsbronnen

De regel van de vorige pagina geldt ook voor de afstand tot lineaire geluidsbronnen. Dat zijn bronnen die over 1 lijn overal ongeveer hetzelfde geluid afgeven, bijvoorbeeld een snelweg. Als je 2 keer verder weg staat, hoor je het geluid 3 dB zachter.

Bij een puntvormige geluidsbron geldt dat bij een verdubbeling van de afstand het geluid afneemt met 6 dB.

Aan de slag!

Lees de tekst van paragraaf 3 nog een keer goed door

HV: Maak opdracht 1 t/m 10 via de website.
VE: Maak opdracht 1 t/m 8 via de website. 

Opgaven bespreken

Opgave 3 / Opgave 2

Opgave 4a

Opgave 8 / Opgave 4

b

1000

2000

4000

8000

16000

32000

64000

128000

Opgave 9

Opgave 10 / Opgave 5

b

1                                   64

2                                   128

4

8

16

32

Opgave 7

Afronden paragraaf 6.3: Leerdoelencheck

Wat bedoelen we met de amplitude van een trilling?

Als de amplitude groter wordt, dan wordt het geluid..

1. hoger
2. lager
3. harder
4. zachter

Wat bedoelen we met de pijngrens van het geluid?

De frequentie is 100 Hz. Wat is de gehoordrempel bij deze frequentie?

Een toon heeft een frequentie van 200 Hz en een geluidssterkte van 20 dB. Kun je deze toon horen?

Wat betekent de (A) in dB(A)-schaal?

Je hebt een luidspreker met een geluidssterkte van 85 dB. Wat is de geluidssterkte van 8 van deze luidsprekers samen?

Je staat op 10 meter afstand van een luidspreker. Je meet dan een geluidssterkte van 88 dB.
Welke geluidssterkte zou je meten op 40 meter afstand?