Cursus 3, geluid. Janny de Kleijnen. CC Naamsvermelding 3.0 Nederland licentie.

Transcriptie

1 Auteur Janny de Kleijnen Laatst gewijzigd 31 March 2016 Licentie CC Naamsvermelding 3.0 Nederland licentie Webadres Dit lesmateriaal is gemaakt met Wikiwijs Maken van Kennisnet. Wikiwijs Maken is een onderdeel van Wikiwijsleermiddelenplein, hét onderwijsplatform waar je leermiddelen zoekt, vergelijkt, maakt en deelt.

2 Inhoudsopgave Hoofdstuk 1, Wat is geluid? Geluidsbron Demoproef 1 t/m 3 medium Demoproef 4 t/m 6 Ontvanger Opgaven bij hoofdstuk 1 Hoofdstuk 2, Geluidssnelheid Opgaven bij hoofdstuk 2 Hoofdstuk 3, Toonhoogte en frequentie demoproef 6 Opgaven bij hoofdstuk 3 Hoofdstuk 4, Frequentiebereik Demoproef 7 Opgaven bij hoofdstuk 4 Hoofdstuk 5, Frequentie berekenen Opgaven hoofdstuk 5 Hoofdstuk 6, Geluidssterkte Proef 8 Opgaven bij hoofdstuk 6 Hoofdstuk 7, Geluidsoverlast Opgaven bij hoofdstuk 7 Hoofdstuk 8, Blaasinstrumenten Instrument met lengte aanpassing Instrument met gaatjes Instrument met ventielen Hoofdstuk 9, Snaarinstrumenten Hoofdstuk 10 Vastleggen van geluid Opgaven bij hoofdstuk 10 Hoofdstuk 11, Werkstukken Geluid Muziekinstrument van afvalmateriaal Webquest geluid Zoemertje Fluit Zelf oordoppen ontwerpen Pagina 1

3 oorcheck Over dit lesmateriaal Pagina 2

4 Hoofdstuk 1, Wat is geluid? Geluidsbron Een geluidsbron is een voorwerp dat geluid maakt. Geluid ontstaat door trillingen van een geluidsbron. Voorbeelden van geluidsbronnen zijn: - Je stem (de stembanden trillen) - Een luidspreker (de conus trilt) - Een gitaar (De snaren trillen) Stemband Conus Pagina 3

5 Snaren van een gitaar Demoproef 1 t/m 3 Proef 1 "pingpongbal" Benodigdheden: stemvork hamer pingpongbal touw statief Uitvoering: We slaan de stemvork aan. Daarna houden we het pingpongballetje als een slinger erbij. Opdracht: Beschrijf wat er gebeurd. Probeer ook te verklaren wat het doel is van deze proef. Proef 2 "conus" Benodigdheden: conus toongenerator Piepschuimkorrels Uitvoering: We laten een conus trillen m.b.v. een toongenerator. Opdracht: Beantwoord de volgende vraag: De conus gaat sneller/langzamer trillen als het geluid omhoog gaat. Proef 3 "stembanden" Benodigdheden: - je eigen stembanden Uitvoering: Leg je hand op je keel. Maak hoge en lage geluiden. Opdracht: Beantwoord de volgende vraag: Gaan de stembanden sneller/langzamer trillen bij een hoge toon? medium Door de trilling van een geluidsbron krijg je veranderingen in luchtdruk om de geluidsbron heen. Geluid kan alleen doorgegeven worden als er een tussenstof is, zo'n tussenstof noem je een medium Pagina 4

6 . Meestal is het medium lucht, maar ook vloeistoffen en vaste stoffen kunnen geluid doorgeven. Door sommige stoffen beweegt geluid sneller, dan door andere stoffen. Denk maar aan cowboys, in een film, die aan de treinrails luisteren of er een trein aan komt. Bij het volgende hoofdstuk gaan we aan de geluidssnelheid rekenen. Luisteren naar de trein Demoproef 4 t/m 6 Proef 4 "stolp + ballon" Benodigdheden: stolp vacuümpomp ballon speld Uitvoering: We leggen een dichtgeknoopte ballon met een beetje lucht erin onder een stolp. We halen de lucht onder de stolp uit met de vacuümpomp en de ballon wordt, omdat de tegendruk kleiner wordt, groter. Op een gegeven moment zal de ballon een speld raken, die onder in de stolp ligt. De ballon zal dan knappen. Let goed op of je het geluid van de knappende ballon hoort!!! Opdracht: 1. Maak een tekening van de opstelling 2. Verklaar waarom je het geluid wel/niet goed hoort. Proef 5 "blik-telefoon" Benodigdheden: blik touw Uitvoering: 2 leerlingen gaan aan het uiteinde van de "telefoon" staan. Het touw is strak gespannen. Leerling A zegt iets tegen leerling B. Pagina 5

7 Opdracht: Leg uit: 1. Wat is de geluidsbron? 2. Wat is het medium? 3. Wat is de ontvanger? Proef 6 "resonantie" Benodigdheden: - 2 stemvorken op voet van 440 Hz (de a) - hamer Uitvoering: De eerste stemvork wordt aangeslagen en daarna afgedekt. Opdracht: Wat hoor je? Leg uit hoe dat kan. tocama bridge kn.nu/ww.1d03513 (youtube.com) Ontvanger De veranderingen in luchtdruk bereiken een ontvanger. Voorbeelden van ontvangers zijn: - Microfoon - je oren. Bij je oren gaat het trommelvlies met de veranderingen van luchtdruk meetrillen. De gehoorbeentjes brengen deze trilling van het trommelvlies over op de vloeistof in het slakkenhuis. Het slakkenhuis zet de trillingen om in elektrische signalen. De gehoorzenuw stuurt de signalen door naar de hersenen. Pagina 6

8 Opgaven bij hoofdstuk 1 1. Vul het juiste woord in Geluid ontstaat door van een geluidsbron 2. Vul de juiste woorden in Als de van een luidspreker heel snel heen en weer beweegt, ontstaan er in de omringende lucht. 3 Vul de juiste woorden in Behalve door lucht kan geluid zich ook verplaatsten door een stof en een 4. Noem 3 geluidsbronnen. 5. Wat is een medium? 6. Je kunt een trein al van ver horen aankomen als je je oor op een spoorrail legt. Door welk medium verplaatst het geluid zich dan? 7. Schrijf de namen van nummer 1 t/m 4 van het onderstaande oor? Pagina 7

9 8 Door welke tussenstof gaat geen geluid? a. Vacuum b. Kurk c. Rubber d. Lucht Pagina 8

10 Hoofdstuk 2, Geluidssnelheid kn.nu/ww.5a777e1 (teleblik.nl) klokhuis over geluid Geluid verplaatst zich in lucht met een snelheid van ongeveer 340 meter per seconde. In andere stoffen is de geluidssnelheid vaak veel groter. Kijk maar in de tabel. Stofnaam Geluidssnelheid (m/s) Baksteen 3500 Helium 965 Koper 2250 Lucht 340 water 1500 Formule: geluidssnelheid = afstand / tijd In de natuurkunde worden grootheden vaak afgekort. v = geluidssnelheid in m/s of in km/h s = afstand in m of in km t = tijd in s of in uur De bovenstaande formule kunnen we dus ook met afkortingen schrijven: Voorbeeld 1: Geluid gaat in 7,5 seconde door een onbekende stof. Het geluid heeft dan 16,875 km afgelegd. a. Wat is de geluidssnelheid? b. Door welke stof gaat het geluid? (Kijk in het bovenstaande tabel.) antwoord: a. Schrijf eerst de gegevens op: gegevens: tijd = t = 7,5 s Pagina 9

11 afstand = s = 16,875 km = m Gevraagd: snelheid = v =...m/s Berekening: v=s/t v = / 7,5 v = 2250 m/s b. Het geluid gaat dus door koper. Voorbeeld 2: De geluidssnelheid in lucht is dus 340 m/s. Het onweert, De lichtsnelheid is veel groter dan de geluidssnelheid, dus de flits zie je meteen. a. Wat is de afstand die het geluid van de bliksem heeft afgelegd na 1 seconde? b. Wat is de tijd die de het geluid van de bliksem erover doet om 1 km af te leggen? antwoord: a. Schrijf eerst de gegevens op: gegevens: snelheid = v = 340 m/s tijd = t = 1 s Gevraagd: afstand = s=...m Berekening: s=vxt s = 340 x 1 s = 340 m b. gegevens: snelheid = v = 340 m/s afstand = s = 1 km = 1000 m Gevraagd: tijd = t=...s Berekening: t=s/v t = 1000/340 t = 2,94 s (dus ongeveer 3 s) Dat betekent dat het geluid in 3 seconden een afstand aflegt van iets meer dan een kilometer. Zo kun je snel uitrekenen hoever een onweersbui bij je vandaan is. Als er 3 seconde zit tussen de bliksem en de donder dan is het onweer een kilometer weg. Dus als er 12 seconde tussen de bliksem en de donder zijn, is het onweer 4 kilometer bij je vandaan. Pagina 10

12 Opgaven bij hoofdstuk 2 1. Vul de onderstaande tabel verder in: snelheid afstand 340 m/s 600 m s 3 km/s 850 m s m/s 3000 m 58 km/uur km tijd 2 min en 28 s 50 min 2. De geluidssnelheid in lucht is ongeveer 340 m/s. Hoeveel meter legt het geluid in 6,5 seconde af? Laat een berekening zien. 3. Bij een onweersbui hoor je de donder pas na 5 seconde. Bereken hoever de bui van je verwijderd is. 4. Hanneke ziet in de verte een heistelling. Het valt haar op dat ze de klap niet hoort op het moment dat het heiblok op de paal valt. Hoe komt dit? 5. Geluid door de stof Helium. a. Zoek in de tabel in het hoofdstuk op wat de geluidssnelheid door Helium is. b. Bereken de afstand die het geluid in 2,3 s heeft afgelegd. Noteer een berekening. 6. Geluid door lucht gaat 343 m/s. Hoe lang doet het over 4000 meter? a s b. 0,09 s c. 11,7 s d. 4,5 s 7. Pagina 11

13 Je tikt op een betonnen muur, die 1 km lang is. Iemand anders staat op het einde van die muur met zijn oor ertegen aan (1 km verder) en hoort de tik na 0,2 seconden. Wat is de geluidssnelheid door beton? a m/s b. 5 m/s c. 500 m/s d. 0,0002 m/s 8. Je staat op 500 meter van een muur en fluit heel hard. Hoe lang duurt het voordat je je echo hoort? (geluidssnelheid is 343 m/s) a. 0,72 s b. 8,83 s c. 1,46 s d. 2,92 s 9. Je zwemt onder water en hoort iemand zingen die boven water staat. Het geluid gaat 500 meter door de lucht en 300 meter door het water. Hoe lang doet het geluid hier over? (V.lucht = 343 m/s en V.water = 1480 m/s) a. 1,2 s b. 0,2 s c. 1,7 s d. 1,5 s Pagina 12

14 Hoofdstuk 3, Toonhoogte en frequentie Herhaling Proef 1:Als je een stemvork aanslaat, beginnen de benen van de stemvork te trillen. Dat kun je goed zien als je een trillende stemvork tegen een pingpongballetje houdt, dat aan een touwtje aan een statief hangt. Het balletje gaat dan meetrillen. Het aantal trillingen per seconde wordt de frequentie genoemd. De frequentie wordt gemeten in Hertz (Hz). Heinrich Hertz was een Duitse natuurkundige, die de radiogolven ontdekt heeft. Om hem te eren is de eenheid van frequentie naar hem genoemd. Als een stemvork een frequentie heeft van 440 HZ, dan betekent dat dat de benen van de stemvork 440 keer peer seconde trillen. Hoe hoger de frequentie des te hoger de toon die je hoort. (Denk aan proef 3, waarbij we met onze hand de trillingen in onze keel voelden.) Je kunt geluidstrillingen zichtbaar maken met behulp van een microfoon en een oscilloscoop. De microfoon zet de geluidstrillingen om in elektrische trillingen. De oscilloscoop laat de elektrische trillingen op een schermpje zien. samenvatting: Frequentie = het aantal trillingen per seconde in Hz. Frequentie geeft de toonhoogte aan. Hoe hoger de frequentie, hoe hoger de toon. Op de oscilloscoop zie je bij een hogere frequentie, dat de trillingen dichter op elkaar zitten. demoproef 6 Pagina 13

15 Proef 6: Benodigdheden: gitaar Uitvoering: Sla de dikke en de dunne snaar aan. Welk verschil hoor je? Span een snaar los en strak. Welk verschil hoor je? Opgaven bij hoofdstuk 3 1. Een bas is een lage mannenstem. Een sopraan is een hoge vrouwenstem. Bij welke stem is de frequentie het laagst? 2. Het gezoem van een mug klinkt veel hoger dan het gezoem van een bij. Bij welk van de twee insecten bewegen de vleugels per seconde het vaakst op en neer? Leg je antwoord uit! 3. Welke snaar trilt het snelst? Een snaar met een lage/hoge toon? Een dikke/dunne snaar? 4. Als een gitarist zijn gitaar wil stemmen klinkt de 2e snaar te hoog. De frequentie moet omhoog/omlaag De snaar moet strakker/losser gespannen worden. 5. Mensen kunnen tonen horen waarvan de frequentie ligt tussen 20 Hz en Hz. Wat verstaat men onder een frequentie van 20 Hz? a. 20 trillingen per uur b. 20 trillingen per minuut c. 20 trillingen per seconde d. Geen van bovenstaande antwoorden is juist. Pagina 14

16 Hoofdstuk 4, Frequentiebereik Geluid met een hele hoge of een hele lage frequentie kun je niet horen. De meeste jonge mensen horen tonen tussen de 20 en Hz. (dus van 20 tot 20 khz) Dit is het frequentiebereik van je gehoor. Als je ouder wordt verandert het frequentiebereik. Vooral hoge tonen kun je dan niet goed horen. Dieren hebben vaak een ander frequentiebereik dan mensen Geluid met een hogere frequentie dan Hz, wat mensen dus niet meer kunnen horen noemen we ultrasoon. Pagina 15

17 Een hondenfluitje is voor mensen onhoorbaar, maar het geeft een ultrasoon geluid, wat honden nog wel kunnen horen. Sommige dieren communiceren met ultrasone geluiden. Vleermuizen en bruinvissen maken contact met ultrasone geluiden. Vleermuizen zoeken hun prooien door te luisteren naar de echo s van de ultrasone geluiden die ze uitzenden. Infrasoon zijn geluiden met een frequentie lager dan 20 Hz, deze kunnen wij mensen niet horen. Olifanten kunnen door middel van infrasoon geluid met elkaar over grote afstanden communiceren. Demoproef 7 Hoe groot is jullie frequentiebereik? De docent laat je met behulp van een toongenerator en een luidspreker verschillende tonen horen. Opgaven bij hoofdstuk 4 1. a. tussen de 20 Hz en Hz b. tussen de Hz en Hz c. tussen de Hz en Hz Pagina 16

18 Hoofdstuk 5, Frequentie berekenen Zoals je ondertussen weet is geluid een trilling. Hieronder zie je hoe geluid wordt weergegeven op een oscilloscoop. Op deze afbeelding zie je 3 trillingen. Één trilling is 1 keer op en neer. De trillingstijd is de tijdsduur van precies één trilling. En 1 ms = 0,001 s. Voorbeeld 1: vraag: Hoe groot is de trillingstijd van de bovenstaande afbeelding in seconde? antwoord: De trillingstijd is de tijdsduur van 1 trilling. Hierboven is de trillingstijd dus 5 ms. En 1 ms = 0,001 s, dus 5 ms = 0,005 s. Je kunt rekenen aan geluid. Je kunt de trillingstijd uitrekenen als je de frequentie weet, en andersom. Frequentie is het aantal trillingen per seconde in Hz.(1 khz = 1000 Hz.) f = 1/T of T = 1/f f = frequentie [Hz] Pagina 17

19 T = Trillingstijd [s] Voorbeeld 2: vraag: Een toon heeft de frequentie van 50 Hz. (Dit zijn 50 trillingen in 1 s) Hoe groot is de trillingstijd in ms? antwoord: Gegevens: f = 50 Hz Gevraagd: T Berekening: T= 1/f T = 1/50 T =0,02 s T = 0,02 s = 20 ms. Voorbeeld 3: vraag: Een trilling duurt 200 ms. Wat is de frequentie? antwoord: Gegevens: T = 200 ms = 0,2 s Gevraagd: f Berekening: f = 1/T f = 1/0,2 f = 5 Hz Pagina 18

20 Voorbeeld 3: vraag: a. Hoeveel trillingen zijn hier afgebeeld? b. Hoe groot is de trillingstijd? c. Bereken de frequentie. antwoord: a. Er zijn 6 1/4 trillingen afgebeeld. b. T = 0,34 s (dat wil zeggen 1 trilling duurt 0,34 s) c. Gegevens: T = 0,34 s Gevraagd: f Berekening: f = 1/T f = 1/0,34 f = 2,94 Hz, afgerond 5 Hz kn.nu/ww.1c10078 (youtube.com) filmpje met uitleg rekenen met frequentie en trillingstijd Opgaven hoofdstuk 5 Opgaven bij hoofdstuk 5: Frequentie berekenen Pagina 19

21 1. Leg in eigen woorden uit wat "trillingstijd" is. 2. Als iemand een A speelt op een keyboard, dat is 440 Hz. De grootheid bij 440 Hz is frequentie/trillingstijd? 3. Vul in: grootheid afkorting grootheid eenheid afkorting eenheid Hertz T s 4. Bereken bij de onderstaande situaties de frequentie van de gemeten toon. Let op de instelling van de oscilloscoop. a) 20 ms per hokje b) 30 ms per hokje 5.In de onderstaande figuur zie je een beeld van een oscilloscoop. Beantwoord de onderstaande vragen. a) Hoeveel trillingen zijn er te zien? b) Schets wat je op het scherm zou zien als de toon 4 x zo laag was. c) Wat is de trillingstijd als 1 hokje 2 ms is. Pagina 20

22 d) Wat is de frequentie? 6. Bereken de frequenties bij de onderstaande trillingstijden. a. T= 250 ms b. T = 10 ms 7. Bereken van de volgende frequenties de trillingstijden in ms. a. f = 25 Hz b. f = 80 Hz Pagina 21

23 Hoofdstuk 6, Geluidssterkte Als je heel hard tegen een stemvork slaat gaan de benen van de stemvork niet sneller, maar wel heviger trillen. Het geluid klinkt dan harder. De frequentie van de trilling verandert niet, maar wel de amplitude. De Amplitude = de hoogte van de trilling. In het plaatje zie je 3 trillingen. De frequentie is hetzelfde. (De trillingen zijn even ver uit elkaar) De tonen zijn dus even hoog. De amplitude (de uitwijking) is niet hetzelfde. De onderste toon is harder dan de bovenste toon. Je meet de geluidssterkte in decibel (db). Een klas aan het werk geeft een geluidssterkte van ongeveer 60 db. Bij 140 db doen je oren pijn en kunnen ze ook beschadigd raken. Je meet de geluidssterkte met een decibelmeter. Omdat mensen niet alle tonen even goed horen, wordt de geluidssterkte vaak gemeten met een speciaal filter, waarbij rekening wordt gehouden met het menselijk gehoor. Dit filter heet het (A)filter en de eenheid waarin dan gemeten wordt is de db(a). Pagina 22

24 Bij een geluidssterkte van 0 db(a) is het geluid zo zacht dat je het niet kunt horen. Dit noem je de gehoordrempel. Als het geluid zo hard is dat het pijn doet aan je oren,noem je die geluidssterkte de pijngrens. Je denkt misschien dat een geluid van 80 db twee keer zo hard is als een geluid van 40 db. Dat is niet zo. Voor de geluidssterkte geldt de volgende regel: Als de geluidssterkte met 3 db toeneemt, is het geluid twee keer zo hard. Dus als 1 scooter een geluid maakt van 70 db: Pagina 23

25 dan maken 2 dezelfde scooters een geluid van 73 db en 4 dezelfde scooters een geluid van 76 db. Proef 8 Doel van de proef: Hoeveel db produceert onze klas? Pagina 24

26 Benodigdheden: db-meter met A-filterr Uitvoering: Docent meet bij het bureau de geluidssterkte wanneer: 1 persoon fluistert de klas fluistert 1 persoon schreeuwt de klas schreeuwt evt. telefoon Opgaven bij hoofdstuk Een agent controleert of Iwans brommer niet te veel lawaai maakt. Volgens de voorschriften moet hij de decibelmeter op 50 cm afstand van de knalpijp houden. Vul in: groter of kleiner a. De agent meet een te hoge waarde voor de geluidssterkte, als de afstand is dan 50 cm b. De agent meet een te lage waarde voor de geluidssterkte als de afstand is dan 50 cm. c. Iwan zou ten onrechte een boete kunnen krijgen als de afstand is dan 50 cm 2. Op een test CD staat een fluittoon die steeds luider wordt. De hoogte van de toon verandert niet. Niels luistert naar de fluittoon. Vul in: Ja, Nee a. Verandert de frequentie van de fluittoon? b. Verandert de amplitude van de trillingen? Pagina 25

27 3. In dit plaatje zie je de verpakking van een aantal rotjes. a. Wat zegt de fabrikant over de geluidsterkte? b. Kan dit vuurwerk gevaarlijk zijn voor je gehoor? 4. In het Top Oss stadion wordt op de middenstip de geluidssterkte gemeten. Als er duizend mensen aan het juichen zijn, geeft de decibelmeter 80 db aan. Schat hoe groot de geluidssterkte ongeveer zal zijn als er honderdduizend mensen aan het juichen zijn. Laat zien hoe je aan je berekening bent gekomen. Pagina 26

28 Hoofdstuk 7, Geluidsoverlast Harde geluiden kunnen je gehoor beschadigen. Geluiden met een geluidssterkte van meer dan 140 db zijn zeker slecht voor je oren. Maar ook een geluid van 80 db kan slecht zijn als je het langere tijd hoort. Om te onderzoeken of je gehoor beschadigd is kan een arts of een audicien een audiogram maken. In het plaatje zie je een audiogram van een mens met een normaal gehoor. Geluiden, die je gehoor niet beschadigen kunnen wel hinderlijk zijn. Denk maar aan een druppende kraan of een buurjongen, die oefent op zijn nieuwe drumstel. We spreken dan van geluidsoverlast. Pagina 27

29 Je kunt natuurlijk maatregelen nemen om iets te doen aan geluidsoverlast. Je kunt die maatregelen verdelen in 3 groepen 1. Maatregelen bij de bron van het geluid 2. Maatregelen bij de ontvanger 3. Maatregelen tussen de bron en de ontvanger. Bij een snelweg worden allerlei maatregelen genomen om er voor te zorgen, dat de mensen die in de buurt wonen geen last hebben van de herrie van de weg. De wegen worden geasfalteerd met geluidsarm asfalt. De motoren van de auto s en vrachtwagens worden ook steeds stiller. Bij de snelweg worden vaak ook geluidsschermen of geluidswallen geplaatst. Als deze maatregelen zijn maatregelen bij de bron. Bij nieuwe wegen wordt er altijd voor gezorgd dat er langs de snelweg een strook land is waar niet op gebouwd mag worden. Dit is een maatregel tussen de bron (snelweg) en de ontvanger (huizen). Je kan natuurlijk ook de huizen goed isoleren. Het geluid kan dan de huizen niet in. Dit is een maatregel bij de ontvanger. Als je in een ruimte werkt waar veel geluid is, is het belangrijk om gehoorbeschermers te dragen. Als de machine, die het geluid maakt op een harde vloer staat, klinkt het geluid vaak hard. Men kan de machine dan op rubberen doppen zetten. In een ruimte met harde muren en vloeren klinkt geluid veel harder. Als er in die ruimte zachte materialen zijn, zoals gordijnen en vloerbedekking, dan klinken de geluiden minder hard. De zachte materialen lijken het geluid te absorberen. kn.nu/ww.3a46a3b (teleblik.nl) Willem Wever over geluidsschermen ( start bij 8 minuten) Pagina 28

30 Kernpunt geluid en geluidsoverlast kn.nu/ww.a5a37be (youtu.be) Opgaven bij hoofdstuk 7 1. Stel je hebt een buurjongen die graag op zijn elektrische gitaar speelt. Jij wil lekker buiten in de tuin zitten. Noem een aantal maatregelen die je zou kunnen nemen om geen last van de herrie van de buurjongen te hebben. 2. In lege ruimtes heb je vaak vele nagalm. Dat komt omdat de muren en de vloeren het geluid weerkaatsen. Waar heb je meer nagalm a. in een kamer met vloerbedekking of in een kamer met tegels op de vloer? b. in een badkamer of in een slaapkamer? c. in een lege concertzaal of in een zaal met publiek? Pagina 29

31 Hoofdstuk 8, Blaasinstrumenten Instrument met lengte aanpassing Een blaasinstrument geeft geluid omdat er een kolom lucht in trilling wordt gebracht. Hoe langer de luchtkolom, hoe lager de toon. Om een melodie te kunnen spelen moet je meerdere tonen kunnen maken. Bij blaasinstrumenten kun je de lengte van de luchtkolom op verschillende manieren veranderen. Bij een orgel kun je meerdere tonen maken met orgelpijpen met verschillende lengtes. Je hebt dus meerdere orgelpijpen nodig. Ook bij een panfluit heb je verschillende lengtes. Er zijn ook blaasinstrumenten waarbij je de lengte van de luchtkolom kunt verstellen. Een schuiftrompet (of trombone) is daar een goed voorbeeld van. Pagina 30

32 Instrument met gaatjes Veel blaasinstrumenten hebben of kleppen. Als alle gaatjes dicht zitten krijg je de laagste toon. Voorbeelden van deze instrumenten zijn de blokfluit, een dwarsfluit of een klarinet. Pagina 31

33 Instrument met ventielen Tenslotte heb je ook nog blaasinstrumenten die met ventielen werken. Voorbeelden zijn de trompet en de hoorn. Door middel van de ventielen kun je de lucht door extra stukken buis laten gaan, waardoor je een andere toon krijgt. We kunnen zelf een blaasinstrument maken met behulp van een maatcilinder en een stukje PVCbuis. Wanneer hoor je de laagste toon? Pagina 32

34 Hoofdstuk 9, Snaarinstrumenten Als je een snaar laat trillen hoor je een geluid. Hoe dikker de snaar, des te lager de toon. Hoe langer de snaar, des te lager de toon. Hoe strakker de snaar gespannen is, hoe hoger de toon. Een basgitaar geeft lagere tonen dan een gewone gitaar. De snaren zijn langer en dikker. Pagina 33

35 Een harp is een snaarinstrument met snaren met verschillende lengtes. De kortste snaren geven de hoogste tonen. Pagina 34

36 Pagina 35

37 Hoofdstuk 10 Vastleggen van geluid Geluid wordt dus veroorzaakt door dingen die trillen, bijvoorbeeld de snaren van een gitaar, de stembanden in je keel en de benen van de stemvork. De trilling van de benen van de stemvork kun je zichtbaar maken met een stuk carbonpapier. Je maakt een naald of een punaise vast aan de uiteinde van het been, laat de stemvork trillen en haalt de stemvork over het papier. Kijk maar naar het plaatje hieronder. De figuur die ontstaat noem je een golfspoor. Elk soort geluid heeft zijn eigen golfspoor. De natuurkundige Berliner bedacht in 1887 een manier om de golfsporen van geluid vast te leggen in een metalen schijf. Eerder waren golfsporen ook al vastgelegd in kokers waar een laagje kaarsvet of was op zat. In de metalen plaat of het laagje was werden golfsporen vastgelegd. Als je dan met een naald over deze golfsporen ging, ging de naald trillen. Heel zachtjes hoorde je dan het geluid weer terug. Voor het versterken van het geluid werd vroeger een grote toeter gebruikt. Later werd dit geluid elektronisch versterkt. Pagina 36

38 Doordat de naald over de platen ging, beschadigden de platen snel en kreeg je slechter geluid. Je kon de platen 'grijs draaien'. Daarom werd de CD ( Compact Disc) speler bedacht. De plaat wordt niet afgelezen door een naald, maar door een laser, een lampje. Op de CD zitten geen groeven, maar kleine putjes. Het lampje gaat langs de putjes en dat zorgt voor eletronische signaaltjes. De CD wordt dus niet beschadigd. Pagina 37

39 Tegenwoordig wordt geluid helemaal elektronisch vastgelegd, vaak als MP3 bestanden op je computer. kn.nu/ww.a6de063 (teleblik.nl) klokhuis geluidsdragers ( 1990) Opgaven bij hoofdstuk Muziek kan vastgelegd worden op een grammofoonplaat, op een CD of als bestand op je computer. a. Noteer een voordeel van de CD vergeleken met de grammofoonplaat. b. Noteer een voordeel van computerbestanden vergeleken met de CD. 2. Er zijn allerlei apparaten die we niet meer gebruiken omdat er later iets beters uitgevonden is: a. De...is in plaats gekomen van de grammofoonplaat. b. De...is in plaats gekomen van de typemachine c. Het...is in plaats gekomen van de zonnewijzer. d. De...is in plaats gekomen van de kroontjespen e. De...is in de plaats gekomen van het telraam f. De... is in plaats gekomen van de kolenkachel Pagina 38

40 Hoofdstuk 11, Werkstukken Geluid Hieronder volgen de opdrachten die je gaat doen in de techniekles. Het is aan de de docent of alle opdrachten aan bod komen. Er kan natuurlijk altijd een andere keus gemaakt worden. Muziekinstrument van afvalmateriaal Muziekinstrument kn.nu/ww.c138a06 (doc, maken.wikiwijs.nl) Muziekinstrument van PVC pijp kn.nu/ww.82fbba9 (youtube.com) Pagina 39

41 Pagina 40

42 Pagina 41

43 Pagina 42

44 Webquest geluid Webquest geluid kn.nu/ww.ca39916 (spotarchitecture.nl) Zoemertje Fluit Zelf oordoppen ontwerpen oorcheck Ga naar Maak de volgende opdrachten op een A3 vel. Maak er wat moois van. Pagina 43

45 TEST JEZELF Neem de tabel over en noteer je resultaten van Hoortest Check out Hoe hoog kom jij? MP3 check GEHOOR EN SCHADE Schrijf een samenvatting of maak een woordweb met de belangrijkste informatie uit gehoor en schade. UITGAAN 1. Welke soorten oordoppen zijn er? Hoe werken ze? 2. Hoe hard mag de muziek maximaal staan bij een schoolfeest? Waarom? MUZIEKSPELER 1. Hoe hard mag het geluid van je telefoon maximaal staan? 2. Welke koptelefoon is het veiligst? Pagina 44

46 Antwoorden 1. Vul het juiste woord in Geluid ontstaat door van een geluidsbron Juist antwoord: Vul het juiste woord in Geluid ontstaat door trillingen van een geluidsbron 2. Vul de juiste woorden in Als de van een luidspreker heel snel heen en weer beweegt, ontstaan er in de omringende lucht. Juist antwoord: Vul de juiste woorden in Als de conus van een luidspreker heel snel heen en weer beweegt, ontstaan er trillingen in de omringende lucht. 3 Vul de juiste woorden in Behalve door lucht kan geluid zich ook verplaatsten door een stof en een Juist antwoord: Vul de juiste woorden in Behalve door lucht kan geluid zich ook verplaatsten door een vaste stof en een vloeistof 8 Door welke tussenstof gaat geen geluid? Pagina 45

47 1. Vacuum 2. Kurk 3. Rubber 4. Lucht 6. Geluid door lucht gaat 343 m/s. Hoe lang doet het over 4000 meter? s 2. 0,09 s 3. 11,7 s v = 343 m/s s = 4000 m t = s/v = 4000/343= 11,7 s 4. 4,5 s 7. Je tikt op een betonnen muur, die 1 km lang is. Iemand anders staat op het einde van die muur met zijn oor ertegen aan (1 km verder) en hoort de tik na 0,2 seconden. Wat is de geluidssnelheid door beton? m/s 2. 5 m/s m/s 4. 0,0002 m/s 8. Je staat op 500 meter van een muur en fluit heel hard. Hoe lang duurt het voordat je je echo hoort? (geluidssnelheid is 343 m/s) 1. 0,72 s 2. 8,83 s 3. 1,46 s s = 500 m v = 343 m/s t = s / v = 500 /343 = 1,45 s (dit is de afstand van de fluit naar de muur, het geluid moet ook nog terug naar je oor komen!) 4. 2,92 s s = 500 m v = 343 m/s t = s / v = 500 /343 = 1,45 s (heen) t = 1,46 x 2 = 2,92 s (heen en terug) 9. Je zwemt onder water en hoort iemand zingen die boven water staat. Het geluid gaat 500 meter door Pagina 46

48 de lucht en 300 meter door het water. Hoe lang doet het geluid hier over? (V.lucht = 343 m/s en V.water = 1480 m/s) 1. 1,2 s Je hebt alle afstanden bij elkaar opgeteld (s = = 800m) En alle snelheden (v = = 1823 m/s) t = s/v = 800/1823 = 0,43 s Dit mag helaas niet. Je moet de tijd van het geluid door het water en door lucht, apart uitrekenen. 2. 0,2 s Je hebt de tijd van het geluid door het water uitgerekend, nu nog door lucht. water: s = 300 m v = 1480 m/s t = s/v = 300/1480 = 0,2 s 3. 1,7 s lucht: s = 500 m v = 343 m/s t = s /v = 500 /343 = 1,5 s water: s = 300 m v = 1480 m/s t = s/v = 300/1480 = 0,2 s tijd-totaal = tijd-water + tijd-lucht = 0,2 + 1,5 s = 1,7 s 4. 1,5 s Je hebt de tijd van het geluid door de lucht berekend, nu nog door het water. lucht: s = 500 m v = 343 m/s t = s /v = 500 /343 = 1,5 s 5. Mensen kunnen tonen horen waarvan de frequentie ligt tussen 20 Hz en Hz. Wat verstaat men onder een frequentie van 20 Hz? trillingen per uur Pagina 47

49 2. 20 trillingen per minuut trillingen per seconde 4. Geen van bovenstaande antwoorden is juist tussen de 20 Hz en Hz 2. tussen de Hz en Hz 3. tussen de Hz en Hz Een agent controleert of Iwans brommer niet te veel lawaai maakt. Volgens de voorschriften moet hij de decibelmeter op 50 cm afstand van de knalpijp houden. Vul in: groter of kleiner a. De agent meet een te hoge waarde voor de geluidssterkte, als de afstand is dan 50 cm b. De agent meet een te lage waarde voor de geluidssterkte als de afstand Pagina 48

50 is dan 50 cm. c. Iwan zou ten onrechte een boete kunnen krijgen als de afstand is dan 50 cm Juist antwoord: 1. Een agent controleert of Iwans brommer niet te veel lawaai maakt. Volgens de voorschriften moet hij de decibelmeter op 50 cm afstand van de knalpijp houden. Vul in: groter of kleiner a. De agent meet een te hoge waarde voor de geluidssterkte, als de afstand kleiner is dan 50 cm b. De agent meet een te lage waarde voor de geluidssterkte als de afstand groter is dan 50 cm. c. Iwan zou ten onrechte een boete kunnen krijgen als de afstand kleiner is dan 50 cm 2. Op een test CD staat een fluittoon die steeds luider wordt. De hoogte van de toon verandert niet. Niels luistert naar de fluittoon. Vul in: Ja, Nee a. Verandert de frequentie van de fluittoon? b. Verandert de amplitude van de trillingen? Juist antwoord: Op een test CD staat een fluittoon die steeds luider wordt. De hoogte van de toon verandert niet. Niels luistert naar de fluittoon. Vul in: Ja, Nee a. Verandert de frequentie van de fluittoon? Nee b. Verandert de amplitude van de trillingen? Ja Pagina 49

51 Over dit lesmateriaal Colofon Auteur Janny de Kleijnen Laatst gewijzigd 31 March 2016 om 09:16 Licentie Dit lesmateriaal is gepubliceerd onder de Creative Commons Naamsvermelding 3.0 Nederlands licentie. Dit houdt in dat je onder de voorwaarde van naamsvermelding vrij bent om: het werk te delen - te kopiëren, te verspreiden en door te geven via elk medium of bestandsformaat het werk te bewerken - te remixen, te veranderen en afgeleide werken te maken voor alle doeleinden, inclusief commerciële doeleinden. Meer informatie over de CC Naamsvermelding 3.0 Nederland licentie Aanvullende informatie over dit lesmateriaal Van dit lesmateriaal is de volgende aanvullende informatie beschikbaar: Eindgebruiker leerling/student Moeilijkheidsgraad gemiddeld Pagina 50

52 Bronnen Bron Type tocama bridge Link Link Link Link Kernpunt geluid en geluidsoverlast Video Link Muziekinstrument van PVC pijp Link Webquest geluid Link Gebruikte Wikiwijs Arrangementen Arrangementen klas (z.d.).. geluid Pagina 51