toonhoogte en frequentie deel 2

• Natuurkunde
• Middelbare school
• havo
• Leerjaar 3

7.2 toonhoogte en frequentie deel 2

toets 5

Neem voor je:

• schrift
• pen, potlood en geodriehoek
• rekenmachine
• boek, paragraaf 7.2 (blz 226)

Voorkennis

Geluid is een trilling. We kunnen meten hoeveel trillingen er per seconde zijn, dit noemen we de frequentie, de eenheid is de Hz (Hertz).

Hoe hoger de frequentie is des te hoger is het geluid.

De mens kan geluid horen van 20 Hz tot 20000 Hz.

Voorkennis

Bij een snaarinstrument zijn er drie factoren die invloed hebben op de toonhoogte

1. De lengte van de snaar (kort is hoog)
2. De dikte van de snaar (dun is hoog)
3. De spanning van de snaar (strak is hoog)

Doelen van deze les (wat moet je kunnen)

• werken met de formule 
• trillingstijd omzetten in frequentie en andersom
• aflezen van een oscilloscoop
• weten wat ultrasoon geluid is
• weten wat infrasoon geluid is

f=​T​​1​​

Trillingstijd

De geluidsgolf heeft een bepaalde tijd nodig om geheel afgerond te worden.

De tijd die nodig is voor 1 golf noemen we de trillingstijd, deze wordt aangegeven met de hoofdletter T en de eenheid is de seconde (s).

Bekijk het plaatje goed.

hoeveel tijd is er nodig voor 1 golf?

bij plaatje 2 zie je 2 golven.

de tijd is 1 seconde

dus 2 golven in 1 seconde.

dan is er 1 golf in een halve seconde

T = 0,5 s

Trillingstijd en frequentie

De trillingstijd en de frequentie hebben een (wiskundige) relatie met elkaar.

Als je veel trillingen in één seconde hebt (hoge frequentie) dan heb je maar een hele korte tijd nodig voor één trilling, dus de trillingstijd is dan kort.

Dit noemen we omgekeerd evenredig.

Omgekeerd evenredig

Bij het verdelen van een taart in stukken is de grootte van iedere punt omgekeerd evenredig met het aantal punten die je uit een taart haalt (mits je eerlijk verdeeld).

Stel dat je de taart in 4 gelijke stukken verdeeld, dan is de grootte van ieder stuk 1/4 deel van de taart.

stkn=​grt​​1​​

Omgekeerd evenredig

1. Bereken hoe groot ieder stuk is als je de taart verdeeld in 12 stukken
2. waarom verdeel je de taart liever met 4 vrienden dan met 8 vrienden?
3. In hoeveel stukken moet je de taart verdelen als je 20 % van de taart wil hebben (20 % = 0,2)

stkn=​grt​​1​​

1. 1/12 deel of 0,083
2. dan krijg je een groter stuk
3. 5 stukken (0,20 = 1/5) (1 : 0,2 = 5)

Trillingstijd en frequentie

Ik kan de frequentie uitrekenen met de trillingstijd (als die bekend is) met de volgende formule:--->

f = frequentie

T = trillingstijd

1 = het getal 1

Bij ombouwen kan ik de f en de T van plaats verwisselen.

Bereken de frequentie als een golf een trillingstijd heeft van 3,0 ms.

Wat betekent de m bij ms?

Bereken de frequentie met een volledige berekening (4 stappen)

f=​T​​1​​

milli

3,0 milli seconde =

(0,3 cs = 0,03 ds =

0,003 s)

• noteer de formule
• noteer de vraag
• noteer de gegevens 

• noteer de som
• noteer de antwoordzin

	vraag: f = ? gegevens: T = 0,003 s
f = 1 : 0,003	f = 333 Hz

f=​T​​1​​

f=​T​​1​​

De oscilloscoop

De Oscilloscoop is een natuurkundig meetinstrument waarmee je een geluidsgolf zichtbaar kunt maken.

Het beeld van een oscilloscoop moet je kunnen aflezen.

Met de oscilloscoop kun je de trillingstijd (T) bepalen.

De oscilloscoop

Je kunt hiernaast zien dat er in het schermpje een golf is ontstaan.

Ook zie je in het schermpje hokjes staan.

Kijk je bij de tijd (rechter knop) dan zie je de instelling van de tijd.

Hij staat bij het getal 1

en de eenheid is ms (milliseconde)

1 milliseconde = 0,001 s

De oscilloscoop

De tijdinstelling geeft aan dat 1 hokje 1 ms aan tijd betekent.

Bij de vraag staat dan: 1ms/div

Tel hoeveel hokjes 1 hele golf duurt.

1 golf duurt 3 hokjes.

De oscilloscoop

Ik weet nu dat 1 golf 3 hokjes duurt.

Ik weet ook dat 1 hokje 0,001 s duurt.

Bereken hiermee de trillingstijd.

De trillingstijd is dan 3 hokjes x 0,001 s = 0,003 s

De trillingstijd is dan 3 hokjes x 0,001 s = 0,003 s

Ultrasoon en infrasoon

Je hebt al geleerd dat de mens geluid van een bepaalde frequentie kan horen.

Wat zijn de grensfrequenties die we nog net (theoretisch) kunnen horen?

20 Hz

20 000 Hz

Ultrasoon en infrasoon

Als het geluid lager is dan de 20 Hz, dan noemen we het geluid infrasoon.

Infrasoon geluid is geluid dat wij niet kunnen horen omdat het te laag is.

Als het geluid hoger is dan de 20 000 Hz, dan noemen we dat geluid ultrasoon.

Ultrasoon geluid is geluid dat wij niet kunnen horen omdat het te hoog is.

termen (dus leren)

• Trillingstijd: Een natuurkundige grootheid die aangeeft welke tijd er nodig is voor één trilling. Het symbool is de letter T, de eenheid is seconde (s)
• Ultrasoon geluid: Geluid dat te hoog is om te kunnen horen.
• Infrasoon geluid: Geluid dat te laag is om te kunnen horen.

Huiswerk:

Leer de termen (via classroom deze presentatie bekijken)

maken vraag 19, 20, 21 en 22 (blz 230)