Uploaded by User1591

Geluid

advertisement
Geluid
Definitie
Geluid is een mechanische longitudinale golf waarbij er energietransport is, maar geen
massatransport. Eigenlijk is het niets anders dan een harmonische verandering van de druk ifv tijd
(Verdunning: Lager dan atmosferische druk ; Verdichting: Hoger dan atmosferische druk)
In dit hoofdstuk bestuderen we enkel enkelvoudige tonen waarbij het signaal een sinusfunctie is.
Toonsterkte
Hoe luider de toon, hoe hoger de amplitude A.
Toonhoogte
De toonhoogte wordt bepaald door de frequentie van de HT. Hoe hoger de toon, hoe groter de
frequentie en dus hoe sneller de golftoppen elkaar opvolgen.
Ons oor interpreteert trillingen als geluid als de frequenties tussen 16 Hz en 20 kHz liggen. We
noemen die waarden de hoorbaarheidsgrenzen. Het gebied ertussen noemen we het
hoorbaarheidsgebied. Naarmate we ouder worden, of als gevolg van een ongeluk, wordt dat gebied
smaller.
Trillingen met een frequentie kleiner dan de onderste hoorbaarheidsgrens noemen we infratonen.
Ons oor kan ze niet detecteren. Een voorbeeld hiervan is de vleugelslag van een vlinder.
Trillingen met een frequentie groter dan de bovenste hoorbaarheidsgrens noemen we ultratonen.
Ook die frequenties kunnen we niet waarnemen, maar sommige dieren kunnen dat wel (vb honden).
Uit een hondenfluitje komen ultratonen en worden gebruikt als hulpmiddel bij het trainen van
honden en katten.
Je kan zelf tonen genereren via deze link: https://www.szynalski.com/tone-generator/
Toonklank
Je kan met een ander muziekinstrument een la (f= 440Hz) spelen die even luid is en dus dezelfde
toonsterkte en toonhoogte heeft als de la van een ander instrument. Toch kan je de tonen van elkaar
onderscheiden. Ze klinken anders. We zeggen dat er een verschil in toonklank is. In muziekkringen
wordt dat dan ook wel eens het timbre of de klankkleur genoemd.
Snelheid
De snelheid van geluid hangt af van het medium. Over het algemeen is de snelheid in gassen kleiner
dan die van geluid in vloeistoffen. In een vloeistof is de dichtheid groter dan in de gasfase, waardoor
de deeltjes sneller hun energie transporteren naar het volgende deeltje. De snelheid van geluid bij
kamertemperatuur in lucht is 340m/s en in water 1510 m/s.
De temperatuur speelt ook een rol bij de geluidsnelheid. Hoe hoger de temperatuur, hoe groter de
geluidsnelheid. Bij een hogere temperatuur trillen de deeltjes meer en heviger, waardoor de energie
sneller wordt doorgeven.
Energie van geluidsgolven
Golven transporteren energie en geen massa. De hoeveelheid getransporteerde energie per
tijdseenheid is het vermogen van de bron. Het vermogen P wordt uitgedrukt in Watt.
๐‘ƒ=
๐ธ
(๐‘Š)
โˆ†๐‘ก
Stel dat een luidspreker een vermogen heeft van 30 W. Afhankelijk van de vorm van de luidspreker
kan dat vermogen op een bepaalde afstand ervan door een klein of een groot oppervlak gaan. De
luidspreker zal bij eenzelfde vermogen in een slaapkamer luider klinken dan in een grote feestzaal.
Om weer te kunnen geven hoe groot het vermogen is dat ons oor bereikt, voeren we de grootheid
intensiteit in. Als een golf door een oppervlak A een hoeveelheid energie per tijdseenheid
transporteert, is de intensiteit I gelijk aan:
๐ผ =
๐‘ƒ
(๐‘Š/๐‘š²)
๐ด
Hoe groter het vermogen doorheen een bepaalde oppervlakte, hoe groter de intensiteit.
Hoe groter de oppervlakte voor een welbepaald vermogen, hoe kleiner de intensiteit.
Ons oor detecteert geluid vanaf een intensiteit van 10-12 W/m² (de hoorgrens). Vanaf een intensiteit
van 1 W/m² (de pijngrens), wordt dit pijnlijk voor ons gehoor en kan permanente schade brengen
aan ons gehoor.
Het bereik tussen de hoorgrens en de pijngrens is zeer groot. Daarom voeren we een nieuwe schaal
in: het geluidsniveau L. Hierbij werken we met een logaritmische schaal. De eenheid van
geluidsniveau is bel (B): met I0 = 10-12 W/m² (de hoorgrens)
LB = 1 B log I/I0 (eenheid B)
LB = 10 dB log I/I0 (eenheid dB)
Bijvoorbeeld: De maximale intensiteit tijdens een festival bedraagt 10-2 W/m². Wat is het maximale
geluidsniveau tijdens festivals in dB?
LB = 10 dB log (10-2 /10-12)= 10 dB. log(1010) = 10 dB. 10= 100 dB
Op die schaal wordt het hoorbare bereik herleid tot waarden van 0-120dB. Een toename van het
geluidsniveau met 10dB betekent een vermenigvuldiging van intensiteit met 10; een toename van 20
dB betekent een toename van de intensiteit met 100,โ€ฆ
Geluidsbron
Geluidsniveau (dB)
Waarneming
Raketmotor
Straalvliegtuig bij het opstijgen
180
150
140
130
120
Pijnlijk
Donderslag
Rockgroep
Straaljager op 300m
Drukkerij
Dieselvrachtwagen op 10 m
Mixer
Vuilniswagen, luide radio
Stofzuiger
conversatie
Licht verkeer
Bibliotheek
Gefluister
Rustige kamer
Vallende bladeren
110
100
90
80
70
60
50
40
30
20
10
0
Storend
Heel luid
Tamelijk luid
rustig
Heel rustig
Nauwelijks hoorbaar
hoorgrens
Oefeningen
1. Juist of fout
A) Als de amplitude van een bron verhoogd wordt, wordt de toon hoger.
B) Als de frequentie van een geluidsbron verhoogd wordt, wordt de toon lager.
2. Als je helium inademt en dan gaat spreken, klinkt je stem veel hoger. Verklaar.
3. Met welke waarde verandert het geluidsniveau als de intensiteit 1000 keer groter wordt.
4. De onderstaande figuur toont aan hoelang je oren aan hard geluid blootgesteld mogen
worden:
Hoe lang mag je naar een mp3-speler luisteren op het niveau van 95dB?
Hoe lang mag je naast boxen bij een popconcert staan die 120dB leveren?
5. Een schip stuurt ultrasone golven uit van 50kHz. De golven planten zich voort met een
snelheid van 1500 m/s. Hoe diep is de zeebodem op die plaats als het tijdsverloop tussen de
uitgezonden en de ontvangen golf 1,0 s bedraagt? Wat is de golflengte van deze golven?
6. Informatieopdracht geluid.
Download
Random flashcards
fff

2 Cards Rick Jimenez

mij droom land

4 Cards Lisandro Kurasaki DLuffy

Rekenen

3 Cards Patricia van Oirschot

Test

2 Cards oauth2_google_0682e24b-4e3a-44be-9bca-59ad7a2e66a4

Create flashcards