H8.2 B2TH Toonhoogte en frequentie

• Nask / Techniek
• Middelbare school
• havo, vwo
• Leerjaar 1

• Je schrift 
• Pen en potlood 
• Rekenmachine

Pak alvast:

Wat gaan we deze les doen?

1. Herhaling: H8.1 geluid maken en horen
2. Uitleg: H8.2 Toonhoogte en frequentie
3. Maak: H8.2 opdracht 1 t/m 12

LET OP: online is het Hoofdstuk 8, in je boek Hoofdstuk 6 Geluid!

HERHALING

Wat is geluid? 

• Geluid zijn trillingen
• Die trillingen worden gemaakt door een geluidsbron 

Hoe verplaatsen die trillingen zich? 

• Door een tussenstof
• Een tussenstof kan van alles zijn: metaal, water, rubber, helium...

Hoe verplaatsen trillingen zich door de tussenstof?

• Door het trillen van een geluidsbron ontstaan drukverschillen in de tussenstof

Hoe horen wij geluid?

• Het trommelvlies beweegt naar buiten als de luchtdruk bij A lager wordt.
• Het trommelvlies beweegt naar binnen als de luchtdruk bij A hoger wordt.

HERHALING

De geluidssnelheid

Ivo maakt een bergwandeling. 300 m bij hem vandaan is een rotswand. Als hij roept, hoort hij iets later een echo. 

Bereken hoe lang het duur voordat Ivo de echo hoort.

STAP 1: gegevens

snelheid = 340 m/s

afstand = 150 m naar de rotswand

STAP 2: gevraagd

tijd = ?

STAP 3: uitwerking

tijd = afstand / snelheid

afstand = 150 x 2 = 300 m

Het geluid moet eerst naar de rotswand, en dan weer terug!

tijd = 300 / 340 = 

..

De geluidssnelheid

Ivo maakt een bergwandeling. 300 m bij hem vandaan is een rotswand. Als hij roept, hoort hij iets later een echo. 

Bereken hoe lang het duur voordat Ivo de echo hoort.

STAP 1: gegevens

snelheid = 340 m/s

afstand = 150 m naar de rotswand

STAP 2: gevraagd

tijd = ?

STAP 3: uitwerking

tijd = afstand / snelheid

afstand = 150 x 2 = 300 m

Het geluid moet eerst naar de rotswand, en dan weer terug!

tijd = 300 / 340 = 

Je kunt de drie factoren noemen die van invloed zijn op de hoogte van de toon die een snaar maakt

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; 

Je kunt de drie factoren noemen die van invloed zijn op de hoogte van de toon die een snaar maakt.

Demo - gitaar

Je kunt de drie factoren noemen die van invloed zijn op de hoogte van de toon die een snaar maakt

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; 

Je kunt de drie factoren noemen die van invloed zijn op de hoogte van de toon die een snaar maakt.

Een snaarinstrument kan je stemmen door de snaren de juiste spanning te geven. 

Je kunt uitleggen wat de frequentie van een trilling is

Frequentie

Je kunt uitleggen wat de frequentie van een trilling is

• De frequentie is het aantal trillingen per seconde
• Frequentie wordt gemeten in de eenheid Hertz (Hz)

Maak aantekeningen!

Demo 6 - stemvork spoor

 

Doel: laten zien hoe een trillende stemvork een geluidsspoor laat ontstaan.

Nodig: stemvork met schrijfstift, beroete glasplaat, overheadprojector.

Uitvoering: Leg de glasplaat met de beroete kant naar boven op de overheadprojector. Sla de stemvork aan en trek de schrijfstift voorzichtig over de beroete plaat. De leerlingen kunnen dan duidelijk zien, hoe het golfspoor ontstaat.

Je kunt uitleggen wat de frequentie van een trilling is

Frequentie

Je kunt uitleggen wat de frequentie van een trilling is

• De frequentie is het aantal trillingen per seconde
• Frequentie wordt gemeten in de eenheid Hertz (Hz)

• Bij een frequentie van 100 Hz, bewegen de benen van een stemvork dus 100 keer per seconden heen en weer;
•  Hoe hoger de frequentie -> hoe hoger de toon

Maak aantekeningen!

Demo 7 - oscilloscoop

 

Doel: demonstreren hoe geluidstrillingen onderzocht kunnen worden met behulp van een oscilloscoop.

Nodig: oscilloscoop, toongenerator, luidspreker, microfoon, stemvork op klankkast, hamertje, (diverse muziekinstrumenten).

Uitvoering:

– Sluit de toongenerator aan op de oscilloscoop. Stel de toongenerator in op 1 Hz. Stel de tijdbasis van de oscil-loscoop in op 0,5 s/div. Op het scherm is dan duidelijk een trillend punt te zien.

– Leg uit dat de uitwijking van het punt bepaald wordt door de grootte van de spanning die de toongenerator levert. Doordat de spanning steeds verandert, beweegt het punt steeds op en neer.

– Voer de frequentie van het signaal van de toongenerator langzaam op. Stel ondertussen de tijdbasis in op steeds lagere waarden. Ga daarmee door tot er op het scherm een mooi golfspoor is te zien.

– Leg uit hoe de frequentie van het signaal van de toongenerator bepaald kan worden aan de hand van dit golfspoor. Bepaal samen met de leerlingen hoe groot die frequentie op dit moment is.

– Sluit de luidspreker aan op de toongenerator. Leg uit dat de wisselspanning die de toongenerator levert ervoor zorgt dat de conus van de luidspreker gaat trillen (met dezelfde frequentie als de wisselspanning).

– Maak de frequentie van het signaal hoger. Vraag de leerlingen wat er verandert aan het oscilloscoopbeeld en het geluid van de luidspreker. Verander de frequentie vervolgens nog een paar keer. Laat de leerlingen nu zelf een conclusie trekken.

– Sluit de microfoon aan op de oscilloscoop. Zet de stemvork voor de microfoon. Sla de stemvork aan. Op het scherm van de oscilloscoop wordt nu het geluid van de stemvork weergegeven.

– Leg uit dat de microfoon de drukverschillen van het geluid omzet in een wisselspanning. De frequentie van de wisselspanning is gelijk aan de frequentie van het geluid.

– Bepaal de frequentie van de toon van de stemvork.

– Laat ten slotte zien hoe de oscilloscoop de hoge en lage tonen van enkele muziekinstrumenten weergeeft.

Je kunt in een oscilloscoopbeeld bepalen wat de tijd is van één trilling

Je kunt in een oscilloscoopbeeld bepalen wat de tijd is van één trilling

Welke toon is het hoogst? 

Welke toon is het laagst? 

Je kunt in een oscilloscoopbeeld bepalen wat de tijd is van één trilling

Je kunt in een oscilloscoopbeeld bepalen wat de tijd is van één trilling

Wat is de trillingstijd bij A, B en C? 

academo.org

Je kunt in een oscilloscoopbeeld bepalen wat de tijd is van één trilling

Je kunt in een oscilloscoopbeeld bepalen wat de tijd is van één trilling

Bepaal de trillingstijd van de tonen

Je kunt het frequentiebereik noemen van het menselijk gehoor

Frequentiebereik van je gehoor

Je kunt het frequentiebereik noemen van het menselijk gehoor

• De meeste mensen (van jullie leeftijd) horen tonen tussen de 20 en 20 000 Hz.
• Deze tonen liggen dus binnen het frequentiebereik van je gehoor.

Maak aantekeningen!

Demo 9 - toongenerator

 

Je kunt het frequentiebereik noemen van het menselijk gehoor

Frequentiebereik van je gehoor

Je kunt het frequentiebereik noemen van het menselijk gehoor

• De meeste mensen (van jullie leeftijd) horen tonen tussen de 20 en 20 000 Hz.
• Deze tonen liggen dus binnen het frequentiebereik van je gehoor.

Maak aantekeningen!

Je weet dat een verdubbeling van de frequentie betekent dat de toon een octaaf hoger is

Octaven

Je weet dat een verdubbeling van de frequentie betekent dat de toon een octaaf hoger is

• De A-snaar van een gitaar is een lage bastoon van 110 Hz;
• Als je daarna een toon van 220 Hz speelt, hoor je weer een A! (maar dan hoger);
• Dat noem je een octaaf hoger;
• Voor elke toon geldt: als je de frequentie verdubbelt, krijg je dezelfde toon weer terug. 

Maak aantekeningen!

Demo 9 - gitaar

 

Trillingstijd en frequentie

• Met de trillingstijd kan je de frequentie berekenen
• Als de trillingstijd 0,1 s is, dan gaan er 10 trillingen in 1 seconde. De frequentie is dan 10 Hz. 
• Oftewel: 

frequentie=​trillingstijd​​1​​

Je weet dat een verdubbeling van de frequentie betekent dat de toon een octaaf hoger is

Octaven

Je weet dat een verdubbeling van de frequentie betekent dat de toon een octaaf hoger is

Maak aantekeningen!

Demo 9 - gitaar

 

..

..

..

..

..

..

..

..

..

Aan de slag!

1. Herhaling: H8.1 geluid maken en horen
2. Uitleg: H8.2 Toonhoogte en frequentie
3. Maak: H8.2 opdracht 1 t/m 13

LET OP: online is het Hoofdstuk 8, in je boek Hoofdstuk 6 Geluid!

Schrijf 3 dingen op die je deze les hebt geleerd.

Stel 1 vraag over iets dat je nog niet zo goed hebt begrepen.