8.2 toonhoogte en frequentie

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

8.2 toonhoogte en frequentie Lesdoel

Rekenen met f = 1/T en T = 1/f

De frequentie op het scherm van een oscilloscoop berekenen.

Voorkennis

Zijn er tonen die jij irritant vindt ?

Snaarinstrumenten

Hoe korter de snaar, hoe hoger de toon.

Hoe dunner de snaar, hoe hoger de toon.

Hoe strakker de snaar, hoe hoger de toon.

Tussen a en b zie je één trilling.

Frequentie

De frequentie is het aantal trillingen per seconde.

symbool; f

eenheid: Hz

V.b. f = 220 Hz

d.w.z. de frequentie is 220 Hertz.
Er zijn 220 trillingen per seconde.

Het frequentiebereik van het menselijk gehoor

ligt tussen de 20 en 20.000 Hz

Ultrasoon geluid

Boven 20.000 Hz noemt men ultrasoon geluid.

Honden horen dit b.v. wel.

Vleermuizen sporen zo insecten op.

De oscilloscoop en toongenerator

De scoop is een apparaat dat trillingen zichtbaar kan maken.

De toongenerator kan tonen van verschillende frequenties maken.

Je ziet 4 trillingen over 0,01 s

Dat zijn 400 trillingen per 1 s.

De frequentie is dus 400 Hz

Trillingstijd

Dit is de tijd voor één trilling.

Symbool: T

Eenheid; s

V.b. T = 20 ms.

d.w.z. De trillingstijd is 20 milliseconde. 

De tijd voor één trilling is 20 ms

Verband tussen f en T

Als de frequentie groter wordt, dan wordt de trillingstijd kleiner.

f = 1/T

f = frequentie (in Hz)

T =  trillingstijd (in s)

T = 1/f

T=  10 x 0,5 ms= 5 ms

f = 1/T = 1/0,005 = 200 Hz

Voorbeeld 2

Een snaar heeft een trillingstijd van 20 ms. Bereken de frequentie.

Geg; T = 20 ms

Gevr: f

Opl f = 1/T

f = 1/0,02 = 50 Hz

Voorbeeld 3

Een mug beweegt zijn vleugels 200 keer per seconde. 

a Bereken de frequentie .

b Bereken de trillingstijd.

Uitwerking v.b. 3

f = 200 Hz ( 200 x per seconde)

T = 1/f 

T = 1/ 200 

T = 0,005 s

Nut van de lesdoelen

Bij de toets zul je veel moeten rekenen met frequentie/trillingstijd.

In het dagelijkse leven krijg je vaak met frequenties te maken, denk aan luidsprekers, hondenfluitjes etc.

Controle van begrip

Bereken de frequentie van deze toon.

Controle van begrip

Bereken de frequentie van deze toon.

5 trillingen over 0,1 s

50 trillingen over 1 s

f = 50 Hz

Controle van begrip

In het figuur in de volgende dia zie je twee schermen van een oscilloscoop.

a Wat betekent 0,2ms/div?

b Hoe groot is de trillingstijd en frequentie van toon A?

Bereken de trillingstijd en frequentie.

3 trillingen over 10 hokjes.

1 trilling over 3,33 hokjes.

T = 3,33 x 0,1= 0,33 ms

f= 1/T =1=0,00033 = 333 Hz

Controle van begrip

Een snaar trilt 6000 keer per minuut

a Bereken de frequentie.

b Bereken de trillingstijd.

Uitwerking

De frequentie is het aantal trillingen per seconde.

f = 6000/60 = 100 Hz

T = 1/f = 1/100= 0,01 s

Wat is ultrasoon geluid ?

1. Geluid onder de 20 Hz
2. Geluid boven de 20 Hz
3. Geluid tussen de 20 en 20 kHz
4. Geluid boven de 20 kHz

1 Hoe korter de snaar hoe hoger de toon.
2 Hoe dunner de snaar hoe hoger de toon.

1. 1 juist
2. 2 juist
3. 1 en 2 juist
4. 1 en 2 onjuist

1 Een scoop maakt trillingen.
2 Een toongenerator maakt trillingen.

1. 1 juist
2. 2 juist
3. 1 en 2 juist
4. 1 en 2 onjuist