Wat is geluid

Wat is geluid?
Geluid kan ons allerlei informatie verschaffen. We luisteren naar wat de stem van een persoon zegt,
we gaan opzij voor een toeterende auto en de medische wetenschap maakt bijv. gebruik van een
geluidsecho’s om naar het inwendige van een mens te kunnen ‘kijken’.
Geluid ontstaat doordat een geluidsbron trillingen veroorzaakt. Deze trillingen kun je soms voelen.
Houd je hand maar een tegen je keel als je praat. Deze trillingen kun je ook soms zien. Als je een
elastiekje uitrekt en eraan trekt, kun jet het snel heen en weer zien trillen en hoor je een zoemend
geluid. Meestal zie je niet dat een geluidsbron trillingen veroorzaakt.
Opdracht 1:
Benodigdheden:
 Een bakblik met plastic folie erop
 Elastiekje
 Schepje suiker
 Een tamboerijn
- Strooi de suiker over de folie.
- houd de tamboerijn op ongeveer 50 centimeter afstand van de suikerkorrels en sla krachtig een
aantal keer op de tamboerijn.
- Wat gebeurt er met de suikerkorrels? Verklaar je waarneming.
Een geluidsbron veroorzaakt rilling. Door deze trilling gaat ook de omringende lucht meetrillen en
wordt het geluid door de lucht verplaatst. Een geluidsbron produceert trillingen in alle richtingen
waardoor er ook trillingen in je oor terechtkomen. Het trommelvlies in je oor gaat trillen en vervolgens
wordt de trilling via de gehoorbeetjes doorgegeven aan de vloeistof in je binnenoord. Kleine haartjes in
de vloeistof worden als gevolg hiervan in beweging gebracht en geven een elektrisch signaal af aan je
hersenen. Je hersenen zijn in staat om deze signalen te interpreteren als geluid.
Verplaatsing van geluid
De verplaatsing van geluidstrillingen in de lucht kun je vergelijken met wat er gebeurt als je een
steentje in rustig water gooit. Deze golfjes verspreiden zich in cirkelvormige golfbewegingen vanaf de
plaats waar de steen in het water is gevallen. Dicht bij het centrum is de golfbeweging sterk. De
golfbeweging wordt steeds zwakker naarmate de golfjes verder van het centrum verwijderd zijn, totdat
ze nauwelijks meer zichtbaar zijn.
Als een geluidsbron trillingen veroorzaakt, worden deze ook in alle richtingen verspreid. Hoe dichter bij
de geluidsbron, hoe sterker de trillingen zijn. Wanneer een geluidsbron in trilling wordt gebracht,
ontstaat er een drukgolf die de omringende luchtmoleculen samendrukt. De luchtdeeltjes die worden
samengedrukt, botsen tegen de volgende luchtdeeltjes op en deze botsen weer tegen de daarop
volgende deeltjes. Op deze manier wordt de drukgolf doorgegeven. Daarbij gaat telkens wat energie
verloren. Dus hoe verder je van de geluidsbron verwijderd bent, hoe zwakker de geluidsgolven zijn.
Voor het verplaatsen van geluid is altijd een stof nodig die de geluidstrillingen door kan geven. In één
bepaalde stof is de geluidssnelheid constant. De geluidssnelheid is de snelheid waarmee de
geluidstrillingen worden doorgegeven (lucht 330 meter per seconde). Licht heeft een nog veel grotere
snelheid dan geluid, waardoor je bij een onweersbui eerst de bliksemflits zien en een paar tellen later
pas de donder hoort.
In de vloeistoffen of vaste stoffen beweeg geluid vaak nog sneller dan in lucht. De deeltjes zitten
dichter op elkaar waardoor de trillingen sneller kunnen worden doorgeven.
Opdracht 2:
Benodigdheden:
 Twee legen blikjes
 Een priem
 Een hamer
 Een paar meter aan touw
- sla met de hamer en de priem twee gaatjes in de onderkant van de lege blikken. Steek de draad
door de gaatjes en maak het vast met grote knoppen. Je telefoon is nu klaar.
- laat je partner verderop in de gang staan tot dat het touw strak gespannen is. Hou het blik bij je oor
en laat je partner iets zeggen door het blik aan zijn kant. Niet schreeuwen maar gewoon praten op
normalen toon. Kun je het horen?
- als je het goed kan horen, probeer dan iets zachter te praten. hoe zacht kun je praten tot dat jet niets
meer hoort?
- hoe zou het kunnen dat je je partner op een paar meter afstand toch goed kan horen?
De geluidstrillingen die jij produceert als je praat, brengen de bodem van het blikje in trilling. Deze
trilling wordt via het strakgespannen touw doorgegeven aan de bodem van het tweede blikje dat ook
gaat trillen. De trillende bodem zorgt ervoor dat de lucht in het tweede blikje gaat trillen. Deze trilling
komen in het oor van de ontvanger terecht, waardoor hij/zij het geluid kan waarnemen.
Geluiden verschillen
Trillingen veroorzaken drukgolven. Het golfpatroon dat zo ontstaat, is bepalend voor het geluid dat we
horen.
Opdracht 3:
Benodigdheden:
 Een breinaald
- zet de breinaald op de tafel. Het grootste deel van de breinaald moet over de tafelrand steken.
- houd de breinaal aan het einde vast
Foto
- duw de breinaald zo ver mogelijk naar beneden en laat de liniaal los
- wat hoor je en wat zie je vlak na het loslaten van de liniaal? Wat hoor je en zie je als de liniaal bijna
uitgetrild is?
Opdracht 4:
Benodigdheden:
 Een breinaald
- zet de breinaald op de tafel. Het kleinste deel van de breinaald moet over de tafelrand steken.
- houd de breinaal aan het einde vast
Foto
- duw de breinaald zo ver mogelijk naar beneden en laat de liniaal los
- wat hoor je en wat zie je vlak na het loslaten van de liniaal? Wat hoor je en zie je als de liniaal bijna
uitgetrild is?
Geluidsterkte
Dicht bij een geluidsbron zijn de trillingen sterker dan op enige afstand. Bij de opdrachten 3 en 4 zie je
dat de trillingen in het begin krachtig zijn en een grote uitslag geven. Als de liniaal bijna is uitgetrild,
zijn de trillingen zwak. Ze geven nog maar een kleine uitslag en je hoort een zachtere geluid.
Bij een hard geluid is de uitslag van de trilling groter en daarmee ook de drukgolf die veroorzaakt
wordt. Deze drukgolven komen in je oor terecht en brengen het trommelvlies in trilling. Bij een hard
geluid is de uitslag van je trommelvlies groter dan bij een zacht geluid. Hierdoor kun je harde en
zachte geluiden waarnemen.
Als je oren geconfronteerd worden met te harde geluiden kunnen kleine spiertjes die aan je
gehoorbeetjes vastzitten, zich samentrekken. Samentrekking van deze spiertjes zorgt voor een
grotere starheid van de gehoorbeetjes, waardoor hun trilling wordt gedempt.
Toonhoogte
Bij opdracht 4 wordt een korter stuk breinaald in trilling gebracht. Dit kan sneller trillen en geeft een
hogere toon.
Je kunt zeggen dat hoe sneller een geluidsbron trilt, hoe hoger de toon is die we horen. Het aantal
trillingen da een geluidsbron per seconde maakt, noem je de frequentie of toonhoogte van geluid.
Deze wordt uitgedrukt in hertz (Hz). Een ‘toon’ is een geluid met een constante frequentie. De laagste
tonen die wij kunnen waarnemen liggen rond de 20 Hz. De hoogste tonen liggen rond de 20.000 Hz.
Alle tonen die een hogere frequentie hebben dan de 20.000 Hz noem je ultrasoon. Mensen kunnen
deze geluiden niet meer horen, maar bepaalde dieren wel (hondenfluitjes). Het laagste geluid dat een
menselijke stem kan maken ligt rond de 85 Hz, het hoogste geluid ligt rond de 1100 HZ. Wij kunnen
dus lagere en hogere tonen horen dan we zelf kunnen produceren.
De frequentie van de geproduceerde geluidstrillingen zegt niet over de geluidsnelheid. De
geluidsnelheid in één soort stof is hetzelfde bij lagen of hoge tonen. Bij een hoge toon worden korte
drukgolven veroorzaakt die elkaar snel opvolgen. Bij een lage toon worden langere drukgolven
veroorzaakt die elkaar langzamer opvolgen.
Klankkleur
Een geluidsbron produceert zelden één zuivere toon, meestal hoor je een grondtoon, met daarnaast
allerlei andere tonen. Hierdoor produceert elke geluidsbron een specifiek golfpatroon van
geluidstrillingen. Het kenmerkende geluid dat zo ontstaat, noem je de klankkleur.
De klankkleur van een geluidsbron wordt o.a. bepaald door de wijze waarop de lucht in trilling wordt
gebracht. Muziekinstrumenten kun je onderscheiden in slag-, snaar- en blaasinstrumenten. Dit
onderscheid geeft al globaal aan hoe bij deze instrumenten de geluidstrillingen geproduceerd worden.
Daarnaast zijn de eigenschappen van een geluidsbron ook heel bepalend. Het meetrillen van de lucht
met dezelfde toonhoogte als de oorspronkelijke geluidstrillingen, noem je resoneren.
Ook vaste voorwerpen kunnen gaan resoneren. Een aangeslagen stemvork die je in de lucht houdt,
maakt een heel zacht geluid. Als je de trillende stemvork op een tafel zet, gaat het tafelblad meetrillen
en hoor je een veel harder geluid. Het tafelblad vormt dan een klankbord.
Opdracht 5:
Benodigdheden:
 Twee bekers
- doe in één van de bekers water
- tik met je wijsvinger op beide glazen
- wat hoor je? Hoe komt dat?
Weerkaatsing van geluid
Als geluid een voorwerp tegenkomt, kan het geluid doorgelaten, geabsorbeerd of weerkaatst worden.
Zachte materialen met een onregelmatig oppervlak (gordijn) absorberen geluid. Ze hebben een
geluiddempende werking.
Gladden en harde oppervlakken weerkaatsen (of reflecteren) geluid. Geluidsreflectoren worden echo’s
genoemd, naar de nimf uit de Griekse mythologie die verschrompelde tot een stem zonder lichaam.
Het principe van geluidsweerkaatsing wordt door sommige dieren gebruikt. Vleermuizen zenden
utrasone geluiden uit die door de objecten en mogelijke prooidieren worden weerkaatst.
De tijd die verstrijkt tussen de verzending van geluidssignaal en de ontvangst van een echo is een
indicatie voor de mogelijke afstand tot het object.
Mensen hebben het principe van geluidsweerkaatsing ook weten toe te passen in zogenoemde ‘sonar’
(sound navigation and ranging: plaatsing met behulp van geluid) systemen. Schepen maken gebruik
van dit systeem. De medische wetenschap maakt ook gebruik van ultrasone geluidsgolven. Met
behulp van een ultrasone scanner kan het menselijke lichaam op een veilige manier gescand worden
(vb. foetus in de buik).
De blikjestelefoon
Dit heb je nodig:
 Twee plastic bekers
 Een schaar
 Een paar meter aan touw
1. Maak met de punt van je schaar twee gaatjes in de onderkant van de
plastic bekers. Steek de draad door de gaatjes en maak het vast met
grote knoppen. Je telefoon is nu klaar.
2. Laat je partner verderop in de gang staan tot dat het touw strak
gespannen is. Hou het blik bij je oor en laat je partner iets zeggen door
het blik aan zijn kant. Niet schreeuwen maar gewoon praten op normalen
toon. Kun je het horen?
3. Als je het goed kan horen, probeer dan iets zachter te praten.
Hoe zou het kunnen dat je je partner op een paar meter afstand toch
goed kan horen?
……………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………
De breinaald en de tafel
Dit heb je nodig:
 Een breinaald
1. Zet de breinaald op de tafel. Het grootste deel van de breinaald moet
over de tafelrand steken.
2. Houd de breinaald aan het einde vast.
3. Duw de breinaald zo ver mogelijk naar beneden en laat de liniaal los
Wat hoor je en wat zie je vlak na het loslaten van de liniaal?
……………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………
Wat hoor je en zie je als de liniaal bijna uitgetrild is?
……………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………
Doe nu het volgende:
1. Zet de breinaald op de tafel. Het kleinste deel van de breinaald moet
over de tafelrand steken.
2. Houd de breinaald aan het einde vast.
3. Duw de breinaald zo ver mogelijk naar beneden en laat de liniaal los.
Wat hoor je en wat zie je vlak na het loslaten van de liniaal?
……………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………
Wat hoor je en zie je als de liniaal bijna uitgetrild is?
……………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………
De bekertjes
Dit heb je nodig:
 Twee bekers
1. Doe in één van de bekers water.
2. Tik met je wijsvinger eerst op de volle beker en vervolgens op de lege
beker
Wat hoor je? Hoe komt dat?
……………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………
Wat hoor je?
Dit heb je nodig:
 Blinddoek
 Enkele voorwerpen waarmee je geluiden kunt maken
1. Blinddoek je partner
2. In de doos liggen een aantal voorwerpen waarmee je geluiden kunt
maken. Bijvoorbeeld:
• Schuurpapier
• Elastiekje
• Ballon
• Flesje
• Tennisbal
3. Kies één voorwerp. Maak er een geluid mee. Je geblinddoekte
partner moet raden welk voorwerp het is.
4. Kies nu een nieuw voorwerp en doe hetzelfde, tot alle voorwerpen
aan de beurt geweest zijn.
Was het makkelijk om de verschillende geluiden te herkennen, of
zaten er ook geluiden bij die moeilijk waren?
……………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………