TE LANG TE VEEL TE LAAT

Transcriptie

1 TE LANG TE VEEL TE LAAT VERSIE PR O EF ELEKTROMAGNETISCHE STRALING EN GELUID WEZO3_2u.indb 3 15/04/16 09:40

2 HOOFDSTUK 1 GELUID EN STRALING 1.1 Geluid en licht p Wat is geluid? p Eigenschappen van geluid p Elektromagnetische straling p Het elektromagnetisch spectrum p 10 HOOFDSTUK 2 VERANTWOORD OMGAAN MET GELUID EN STRALING 2.1 Verantwoord omgaan met geluid p Verantwoord omgaan met straling p 14 CHECK IN Zoek eens op. Walvissen zijn sociale dieren die met elkaar communiceren via geluiden. Wetenschappers onderzochten een groep walvissen in de oceaan. Ze ontdekten dat er één walvis is waar geen enkele andere walvis mee communiceert. Waarom wordt die walvis niet gehoord door zijn soortgenoten en is hij dus NAWE_A_02_02_004@ Je bent nu ingecheckt. Wanneer je uitcheckt op het einde van dit thema, kun je verklaren waarom de walvis niet gehoord wordt door zijn soortgenoten. 4 Elektromagnetische straling en geluid

3 VERSIE HOOFDSTUK 1 GELUID EN STRALING 1.2 Geluid en licht Onderzoeksvraag Is er een middenstof (lucht) nodig bij de voortplanting van geluid en licht? Hypothese Bij de voortplanting van geluid en licht heeft n zowel geluid als licht een middenstof nodig. n enkel geluid een middenstof nodig. n enkel licht een middenstof nodig. n zowel geluid als licht geen middenstof nodig. Benodigdheden gsm met alarm stolp vacuümpomp Proefopstelling Werkwijze 1 Laat het alarm van de gsm onder de stolp afgaan. Waarneming 1 Wat hoor je? Wat zie je? Werkwijze 2 Maak, met de vacuümpomp, de ruimte onder de stolp luchtledig. Laat het alarm opnieuw afgaan. Waarneming 2 Wat hoor je? Wat zie je? Besluit Om een trilling van geluid door te geven, heb je nodig. Licht heeft nodig om zich voort te planten. Hoofdstuk 1 - GEluid EN STRALING 5

4 Zowel geluid als licht zijn trillingen. Als die trillingen zich uitbreiden in de ruimte, ontstaat er een golf. Geluid heeft een middenstof nodig om zich voort te planten. Licht heeft geen middenstof nodig om zich voort te planten. 1.2 Wat is geluid? Je luistert naar muziek. Je hoort je vrienden praten. Wat je hoort, zijn geluiden. Onderzoeksvraag Hoe ontstaat geluid? Hypothese Geluid ontstaat door een n trilling van deeltjes. n straling. Werkwijze Leg je hand op je keel. Zeg: aaaaaahhhh, en vvvvvvvvvv. Waarneming Wat voel je? Besluit Geluid ontstaat door Een voorwerp dat trilt, is een geluidsbron. Geluid is een trilling van deeltjes. De deeltjes zijn een middenstof. a Bekijk de tabel. materiaal bij 20 C lucht 343 ijzer 5000 water 1440 zeewater 1560 geluidssnelheid (m/s) Door welke middenstof plant geluid zich het snelst voort? Door welke middenstof plant geluid zich het minst snel voort? Rangschik de aggregatietoestanden volgens de snelheid van geluidsoverdracht. > > Geluid ontstaat door trillende deeltjes. Een voorwerpt dat trilt, is een geluidsbron. Het geluid plant zich het snelst voort door een vaste middenstof en het minst snel door een gas. 6 Elektromagnetische straling en geluid

5 1.3 Eigenschappen van geluid VERSIE Toonhoogte Vrouwen hebben een ander stemgeluid dan mannen. Ze verschillen in toonhoogte. De toonhoogte is afhankelijk van het aantal trillingen per seconde. Dat is de frequentie. De eenheid van frequentie is de hertz (Hz). a Bekijk de figuur. hoge toon 0 s 1 s 2 s lage toon Hoeveel trillingen heb je bij de lage toon na 1 seconde? Hoeveel trillingen heb je bij de hoge toon na 1 seconde? Kruis aan. hoge toon veel trillingen per seconde weinig trillingen per seconde infrasone geluiden ultrasone geluiden onder 20 Hz 20 Hz tot Hz meer dan Hz lage toon Organismen kunnen niet alle frequenties waarnemen. Mensen horen enkel geluiden met een frequentie tussen 20 en Hz. Het geluid van vleermuizen kun je niet waarnemen. Dat heeft een frequentie van meer dan Hz. Dat geluid met een zéér hoge toon is een ultrasoon geluid. Vleermuizen gebruiken de teruggekaatste trilling om een hindernis of prooi te lokaliseren. Olifanten kunnen communiceren met soortgenoten aan de andere kant van het woud. Dat geluid met een zéér lage toon is een infrasoon geluid. b Wanneer is een trilling een geluid? Hoofdstuk 1 - GEluid EN STRALING 7

6 1.3.2 Geluidssterkte a Leg je hand op je keel. Zeg al fluisterend en al roepend geluidssterkte. Welk verschil voel je? De geluidssterkte is afhankelijk van de kracht van de trillingen. Krachtige trillingen hebben een grotere uitwijking. Die geluiden zijn luider. De eenheid van geluidssterkte is de decibel (db). b Vul aan. Kies uit: zacht geluid (1) en hard geluid (2). c d e grote uitwijking kleine uitwijking De toonhoogte wordt bepaald door de frequentie. De frequentie is het aantal trillingen per seconde. De eenheid is de hertz (Hz). Hoe hoger de frequentie, hoe hoger de toon. De geluidssterkte wordt bepaald door de kracht van de trillingen. De eenheid is de decibel (db). De meeste mannen hebben een lage stem en de meeste vrouwen een hoge. Wie produceert de hoogste frequentie? Tijdens de puberteit verandert de toonhoogte van de stem van een jongen. Wordt de frequentie hoger of lager? Waarom hoor je het gezoem van een bij wel en het gefladder van een vlinder niet? 8 Elektromagnetische straling en geluid

7 1.4 Elektromagnetische straling VERSIE Straling is een golf van energie. Elektromagnetische straling is de voortplanting van elektrische (E) en magnetische (M) trillingen doorheen de ruimte. Ze heeft geen middenstof nodig om zich voort te planten. De voortplanting van een elektromagnetische golf kun je vergelijken met een golf die in het water ontstaat als je er een steen ingooit. De golf plant zich voort in één richting en de uitwijking staat er loodrecht op. E M Elektromagnetische straling heeft een bepaalde hoeveelheid energie. Die hangt af van het aantal trillingen per seconde. Hoe meer trillingen per seconde, hoe hoger de frequentie en hoe meer energie. Licht is een voorbeeld van elektromagnetische straling. De snelheid waarmee de golven zich door de ruimte verplaatsen, is gelijk aan de snelheid van het licht. (c = ,458 km/s) a b c Noteer drie andere soorten straling. Behalve van licht voorziet de zon ons ook van Dat zijn beide vormen van energie. Als je lang in de zon zit, krijg je een kleurtje. Welke stralen zijn daarvoor verantwoordelijk? Hoofdstuk 1 - GEluid EN STRALING 9

8 1.5 Het elektromagnetisch spectrum Het elektromagnetisch spectrum is een verzamelnaam voor alle elektromagnetische stralingen. Ze worden gerangschikt volgens de hoeveelheid energie. a Bekijk de figuur. gammastralen radiogolven ultraviolet infrarood X-stralen microgolven zichtbaar licht kortere golflengte hogere frequentie meer energie grotere golflengte lagere frequentie minder energie Vul aan. soort golf microgolfoven zon, lichtshow, laser voorbeelden gsm, radio, gps, radar, snelheidsradar van de politie sterilisatie van groenten en fruit, in de juiste dosis behandeling van kanker zonnebank of gelaatsbruiner, behandeling vitamine D-tekort, controle geldbiljetten, steriel maken van medische apparatuur, aanbrengen van nagellak, lijmen, coatings, tandvulling CT-scan, radiotherapie bij kanker, controle bagage op de luchthaven, bekijken van de oorspronkelijke tekening van een schilderij afstandsbediening, warmtelamp, broodrooster, nachtkijker, raketgeleidingssysteem, wolkenbeelden van een satelliet Elektromagnetische straling is de voortplanting van elektrische en magnetische trillingen doorheen de ruimte. Elektromagnetische straling plant zich voort met een golf zonder middenstof. De voortplantingssnelheid van EM-straling is gelijk aan de lichtsnelheid. 10 Elektromagnetische straling en geluid

9 VERSIE HOOFDSTUK 2 VERANTWOORD OMGAAN MET GELUID EN STRALING a Waarom is ons gehoor belangrijk? 2.1 Verantwoord omgaan met geluid Geluidsniveau Lawaai vermindert de levenskwaliteit. Het geluidsniveau uit onze omgeving is doorgaans onschadelijk. Een constante belasting van 85 db kan echter slaapstoornissen, hoofdpijn en angsten veroorzaken. Harde geluiden kunnen zelfs pijn veroorzaken. Een geluidsintensiteit van 140 db vormt de pijngrens. Daarboven hoor je geen geluid, maar ervaar je enkel pijn. Dat kan leiden tot gehoorschade. db (A) pijngrens startend straalvliegtuig drilboor op 1 m passerende trein op 25 m toeterende auto op 2 m popgroep drukke verkeersweg stofzuiger op 1 m gespreksniveau woonstraat overdag buiten woonstraat s nachts zacht gefluister in stille natuur vallend blad gehoordrempel a Geef een voorbeeld van een krachtig en intens geluid. Hoofdstuk 2 - VErantWoord OMGAAN MET GEluid EN STRALING 11

10 2.1.2 Tijdsduur Gehoorschade is niet alleen een kwestie van een hoog geluidsniveau. Ook de tijdsduur speelt een rol. Onderzoeksvraag Kan een hele klas gehoorschade veroorzaken? Hypothese De klas n kan gehoorschade veroorzaken. n is niet in staat om gehoorschade te veroorzaken. Benodigdheden db-meter Werkwijze Roep gedurende 3 seconden met zijn allen zo hard je kunt. Waarneming Hoeveel db bedraagt het geluidsniveau? decibel geluid gehoorverlies 120 db feestje, fuif, rockconcert, I-pod onmiddellijk 110 db feestje thuis, fuif, festival, I-pod onmiddellijk 100 db feestje thuis, fuif, I-pod na 5 minuten 95 db feestje thuis, fuif, I-pod na 15 minuten 92 db fuif, I-pod, hard geschreeuw na 30 minuten 89 db zware vrachtwagen na 1 uur 86 db voorbijrazende trein na 2 uur 83 db verkeerslawaai na 4 uur 80 db stadslawaai na 8 uur 77 db luidruchtige gesprekken geen Verwerking Lees in de tabel af of je bekomen waarde gehoorschade kan veroorzaken. Besluit Met een geluidsniveau van db gedurende seconden kan de klas Reflectie Had je dat verwacht? gehoorschade veroorzaken. Wat is je verwachting als je het roepen 5 minuten volhoudt? 12 Elektromagnetische straling en geluid

11 2.1.3 Gehoorschade VERSIE Naarmate je ouder wordt, krijgt je lichaam last van slijtage. Ook je gehoor gaat achteruit. Gehoorverlies door ouderdom is een geleidelijk proces. De geluiden met een hoge frequentie zullen het eerst problemen opleveren. Het is een onomkeerbaar proces en dus niet te genezen. a Wanneer heb jij al eens last gehad van gehoorverlies? Gehoorverlies kan op jongere leeftijd versneld worden. Bij te lange blootstelling aan krachtig geluid kan gehoorverlies blijvende schade veroorzaken. Steeds meer mensen hebben last van oorsuizingen of tinnitus. b Wat horen mensen met tinnitus? Als je tinnitus ervaart na een concert of fuif, zijn je oren dringend aan stilte toe. Blijven de oorsuizingen aanhouden, dan is een bezoek aan een arts zeker nodig. c d Hoe kun je jezelf in een werkhuis of tijdens een concert beschermen tegen gehoorschade? Het geluid van een hondenfluitje heeft een frequentie tussen Hz en Hz. Waarom horen baby s het fluitje nog wel en jij niet meer? e Noteer enkele persoonlijke en maatschappelijke gevolgen van gehoorschade. Gehoorschade zorgt voor een ernstige sociale beperking. Gehoorschade kan ontstaan door ouderdom en kan versneld worden door een te lange blootstelling aan te krachtige geluiden. Tinnitus of oorsuizingen zijn vormen van gehoorverlies. Een goede bescherming is noodzakelijk om gehoorschade te voorkomen. Gehoorschade is onomkeerbaar. Hoofdstuk 2 - VErantWoord OMGAAN MET GEluid EN STRALING 13

12 Verantwoord omgaan met straling Radiogolven O EF a Plaats volgende begrippen bij de juiste foto. Kies uit: laserstralen, microgolven, radiogolven, uv-stralen, röntgenstralen en IR-golven. PR Radiogolven zijn golven die ervoor zorgen dat je radio en tv kunt gebruiken. Het zijn golven die zich voortplanten met de snelheid van het licht, maar met een grote golflengte. Het is niet bewezen dat radiogolven schadelijk zijn Microgolven Microgolven zijn ook radiogolven. Vanwege hun kleinere golflengte bezitten ze meer energie. b Waarvoor worden microgolven onder andere gebruikt? Infraroodstralen Elk lichaam dat warmer is dan de omgeving zendt infrarode straling uit. Omgekeerd geldt dat elk lichaam dat kouder is dan de omgeving infrarode straling absorbeert. De stralen zijn onzichtbaar, maar op de huid waarneembaar door de warmtewerking. Het is niet bewezen dat IR-stralen schadelijk zijn. In een IR-sauna worden de stralen geabsorbeerd door het lichaam. c Waarom gebruik je een IR-sauna? 14 Elektromagnetische straling en geluid WEZO3_2u.indb 14 15/04/16 09:40

13 2.2.4 Uv-stralen VERSIE Uv-stralen hebben meer energie dan IR-stralen. De ozonlaag rond de aarde werkt als een filter en houdt de uv-stralen van de zon gedeeltelijk tegen. Het is bewezen dat uv-stralen kankerverwekkend zijn. d Hoe kun je jezelf beschermen tegen schadelijke uv-stralen? Onderzoeksvraag Wat is het verband tussen de beschermingsfactor, vermeld op een zonnecrème, en de hoeveelheid uv-stralen die tegengehouden wordt? Hypothese Hoe hoger de beschermingsfactor, hoe meer uv-stralen er worden tegengehouden. Hoe hoger de beschermingsfactor, hoe minder uv-stralen er worden tegengehouden. Er is geen verband. Benodigdheden viertal zonnecrèmes met verschillende beschermingsfactor wit papier gele markeerstift uv-lamp Werkwijze Teken met de markeerstift enkele parallelle strepen op het blad papier. Smeer op elke streep een even dik laagje zonnecrème. Noteer onder de streep welke beschermingsfactor je gesmeerd hebt. Belicht met de uv-lamp. Waarneming Kijk hoe de gele kleur oplicht bij de verschillende lagen. Hoe de beschermingsfactor, hoe je de gele streep onder het uv-licht ziet. Besluit Hoe hoger de beschermingsfactor van de zonnecrème, Hoofdstuk 2 - VErantWoord OMGAAN MET GEluid EN STRALING 15

14 2.2.5 Röntgen- of x-stralen Röntgenstralen zijn genoemd naar de ontdekker, Wilhelm Röntgen. f Ze hebben een hoge frequentie, dus veel Röntgenstralen dringen doorheen bijna alle stoffen. Afhankelijk van de stof wordt een gedeelte geabsorbeerd en kan er een beeld gevormd worden. Dat beeld, een röntgenfoto, is de oudste vorm van medische beeldvorming en nog steeds in gebruik. Dankzij een aantal moderne technieken is de vorm sterk verbeterd. g Wat doet het ziekenhuispersoneel bij het nemen van dergelijke beelden? Röntgenstralen zijn sterke energetische stralen, die tot DNA-schade kunnen leiden Gammastralen Gammastralen hebben de kortste golflengte en dus de grootste energie-inhoud. De voortplanting van de stralen wordt enkel gestopt door tientallen centimeters lood of ijzer. Gammastraling komt voor in radioactieve straling. Het is zo n krachtige straling dat ze gebruikt wordt in ziekenhuizen om kankercellen te doden. Helaas worden er dan ook gezonde cellen gedood. De golfbeweging heeft een bepaalde frequentie. Een golf met een lage frequentie heeft minder energie dan een golf met een hoge frequentie energie. Het elektromagnetisch spectrum omvat alle soorten magnetische straling, gerangschikt volgens hoeveelheid energie. 16 Elektromagnetische straling en geluid

15 Samenvatting VERSIE trillingen middenstof zonder middenstof door ouderdom onomkeerbaar geluid gehoorverlies geluidsniveau tijdsduur gehoorschade elektromagnetische straling doofheid tinnitus oorsuizingen spectrum weinig energie - lage frequentie radiogolven microgolven infrarood stralen zichtbaar licht ultravioletstralen röntgenstralen gammastralen veel energie - hoge frequentie Geluid zijn trillingen die zich voortplanten in een middenstof. Geluid wordt veroorzaakt door trillingen van deeltjes. De deeltjes zijn de middenstof. De snelheid waarmee de deeltjes trillen, is de frequentie. Ze wordt uitgedrukt in Hertz (Hz). De geluidssterkte geeft de kracht weer waarmee de deeltjes trillen. Ze wordt uitgedrukt in decibel (db). Bij het ouder worden ontstaat er geleidelijk gehoorverlies. Geluiden kunnen schade veroorzaken als het geluidsniveau te hoog is en/of de tijdsduur te lang is. Gehoorverlies kan volledige of gedeeltelijke doofheid, tinnitus en andere ongemakken veroorzaken. Gehoorverlies door ouderdom en gehoorschade zijn onomkeerbaar. Elektromagnetische stralen hebben geen middenstof nodig om zich voort te planten. Het elektromagnetisch spectrum omvat verschillende soorten stralingen die gerangschikt zijn volgens energie-inhoud. De golfbeweging heeft een bepaalde frequentie. Een golf met een lage frequentie heeft minder energie dan een golf met een hoge frequentie. Hoe meer energie de straling bezit, hoe meer schade ze kan veroorzaken. Wat zijn de nieuwe begrippen? Vul eventueel zelf aan. het geluid de geluidsbron de toonhoogte de frequentie ultrasoon infrasoon de geluidssterkte de decibel (db) de pijngrens de gehoorschade de oorsuizing tinnitus de elektromagnetische straling de radiogolf de microgolf de infrarode straling de uv-straling de röntgenstraling de gammastraling Hoofdstuk 2 - VErantWoord OMGAAN MET GEluid EN STRALING 17

16 Wat wordt er minstens van je verwacht? Vul eventueel zelf aan. Leg het verschil tussen licht en geluid uit. Geef voorbeelden van elektromagnetische stralingen. Zet de elektromagnetische stralingen op het spectrum. Leg het gevaar voor de verschillende stralingen uit. Leg de werking van zonnecrème uit. Leg uit wanneer een trilling geluid is. Geef de eigenschappen van geluid. Geef voorbeelden van ultrasoon geluid. Geef voorbeelden van infrasoon geluid. Leg uit hoe gehoorschade ontstaat. Leg uit hoe gehoorschade versnelt kan worden. Leg uit wat je kunt doen om gehoorschade te voorkomen. 18 Elektromagnetische straling en geluid

17 Nog nieuwsgierig? VERSIE a In Vlaanderen kunnen ongeveer 1 op de 12 mensen niet alles horen. Ongeveer 6000 mensen zijn doof of zwaar slechthorend van bij de geboorte of kort daarna. Een hoorapparaat is voor deze mensen geen oplossing en ze kunnen dan ook geen gesprek voeren of volgen. Om toch te kunnen communiceren gebruiken zij een gebarentaal. Voor een gesprek met mensen die normaal horen kunnen zij een gebarentolk gebruiken. Deze taal is visueel en wordt gevoerd door verschillende houdingen van de handen en vingers. De gebarentaal heeft een eigen gebarenschat, eigen grammatica en eigen uitdrukkingen. Met deze taal kun je alles uitdrukken en ze is niet afgeleid van de gesproken taal. Dove mensen willen communiceren met elkaar en gebruiken daarvoor gebaren. Gebarentaal is niet internationaal. In Vlaanderen ontstond de gebarentaal in de dovenscholen in het begin van de 19de eeuw. Probeer volgende zin te vormen Hoofdstuk 2 - VErantWoord OMGAAN MET GEluid EN STRALING 19

18 Houd je vorderingen bij. Wat is jou het meest bijgebleven uit dit thema? Om jezelf te testen, maak je de oefeningen op CHECK OUT Tijd om uit te checken Je hebt bij het inchecken kennisgemaakt met een eenzame walvis. Om te communiceren, is het belangrijk dat je je boodschap verstaanbaar kunt overbrengen. Wat is het probleem van de eenzame walvis? De geluidssterkte is niet goed. De andere walvissen horen de eenzame walvis niet. De frequentie is niet dezelfde als de frequentie van de andere walvissen. De walvis wil gewoon alleen rondzwemmen. Wat is het verschil tussen de eenzame walvis en zijn soortgenoten? 20 Elektromagnetische straling en geluid