Inloggen

Geluid en toonhoogte

Geluid is een voorbeeld van een longitudinale golf: Drukgolven die zich in de lucht (of een ander medium) voortplanten met een voortplantingssnelheid (de geluidssnelheid) van 343 m/s (onder normale omstandigheden). Als de frequentie tussen de onderste- en bovenste gehoorgrens ligt (20 Hz tot 20 kHz) en de geluidintensiteit voldoende groot is kunnen onze oren dit geluid ook waarnemen. Wanneer de frequentie van geluid constant is wordt dit een zuivere toon genoemd. In deze videoles de belangrijkste eigenschappen van geluid zoals gehoorsgrenzen en de decibel (dB) als eenheid van geluidsdrukniveau.
FAQ
7 5798
0:00 Start
0:06 Longitudinale drukgolf
0:59 Zuivere toon
1:27 Geluidssnelheid
2:11 Gehoorgrenzen
2:39 decibel dB
4:09 Muzieknoten
4:49 Samenvatting

Voorkennis

Golf, longitudinaal, trilling, trillingstijd, frequentie, snelheid

BINAS

Belangrijke tabel(len) in Binas: 15A, 15C

Moet ik dit kennen?

De stof in videoles "Geluid en toonhoogte" hoort bij:

HAVO:       Centraal examen 2024 (CE)
VWO: : Centraal examen 2024 (CE)


Test jezelf - "Geluid en toonhoogte"

Maak onderstaande meerkeuzevragen, klik op 'nakijken' en je weet meteen de uitslag. Als je één of meer vragen fout hebt moet je de videoles nog maar eens bekijken.
Vraag 1
Vraag 2
Vraag 3
Hoe groot is de geluidsnelheid onder normale omnstandigheden?

Kun je een toon van 30 kHz horen?

De muzieknoot A heeft een frequentie van 440 Hz. Wat is de frequentie van de A die 1 oktaaf hierboven ligt?

3,0·108 ms-1
440 ms-1
343 ms-1
Ja
Nee
Alleen als je jong bent
452 Hz
540 Hz
880 Hz


Extra oefenmateriaal?

Oefenopgaven over het onderdeel trillingen & golven vind je in:
FotonTrillingenGolvenHAVO.pdf
FotonTrillingenGolvenVWO.pdf

Examenopgaven

Recente examenopgaven waarin "Geluid en toonhoogte" een rol speelt (havo/vwo):
Speciale fluit (v), Mondharp (h), Zweven op geluid (h), Cicaden (h), Onderzoek naar geluid in een fles (v), Bliksem (h), Panfluit (h),

Vraag over videoles "Geluid en toonhoogte"?


    Hou mijn naam verborgen

Eerder gestelde vragen | Geluid en toonhoogte

Op zaterdag 12 nov 2022 om 22:27 is de volgende vraag gesteld
Hallo meneer,
Ik heb een vraag. In een geluidsbox zitten een hogetonenluidspreker en een basluidspreker. Om te zorgen dat de lage tonen bij de basluidspreker terechtkomen en de hoge tonen bij de hogetonenluidspreker, gebruikt men een zogeheten wisselfilter. Dit filter bestaat uit een spoel in serie met de basluidspreker en een condensator in serie met hogetonenluidspreker. Hoe werkt dit filter? Alvast bedankt

Erik van Munster reageerde op zondag 13 nov 2022 om 07:36
Het simpele antwoord:
De condensator zorgt er voor dat voornamelijk hoge frequenties worden doorgelaten.

De spoel zorgt er voor dat voornamelijk lage frequenties worden doorgelaten.

Maar in werkelijkheid is het ingewikkelder en bestaat een wisselfilter uit veel meer dan alleen een condensator en een spoel.

(Condensator en spoel horen trouwens niet bij het examenprogramma. Je hoeft dit dus niet te weten voor je examen)


Bekijk alle vragen (7)



Op donderdag 17 jan 2019 om 16:22 is de volgende vraag gesteld
Beste Erik,

Hoe werkt dat precies met hoge en lage luchtdruk en geluidsgolven. Is de druk hoger daar waar de luchtmoleculen dichter op elkaar zitten en lager waar de dichtheid van de moleculen lager is? Lucht is het medium en dat bestaat uit alle moleculen die in lucht zitten denk ik dan. Is geluid een vorm van energie die wordt doorgegeven door die moleculen en als het ware die moleculen een bepaalde richting opduwt of zo? En dat je daardoor die afwisseling van hoge en lage druk krijgt doordat ze moleculen steeds energie aan elkaar doorgeven doordat ze tegen elkaar aanbotsen en dan weer terugkaatsten waardoor je verdikkingen en verdunningen van lucht hebt. Voor school moet ik op molecuul niveau uitleggen wat er gebeurt. Maar ik kan het niet heel duidelijk vinden.

Op donderdag 17 jan 2019 om 16:29 is de volgende reactie gegeven
En als de temperatuur hoger is dan trillen de moleculen in lucht sowieso harder, waardoor ze al over meer energie beschikken, ze botsen vaker en zijn zo in staat om meer energie over te dragen aan elkaar. Dus ook van het geluid? Waardoor het geluid met grotere snelheid beweegt? En in vloeibare stoffen zitten de moleculen dichter op elkaar en in vaste stoffen nog dichter. Beweegt het geluid daarom sneller. De moleculen geven sneller het geluid (=energie?) aan elkaar door? Is het dan hoe groter de dichtheid van hoe snel geluid wordt doorgegeven? Maar in warme lucht is het dan anders toch? Want daar is de dichtheid lager dan in koude lucht, maar door het harder trillen hebben de moleculen meer energie. Ik hoop dat ik het goed begrijp.

Erik van Munster reageerde op donderdag 17 jan 2019 om 19:38
In je eerste tekst leg je het prima uit. Geluid is inderdaad een drukgolf: afwisselend hoge- en lage luchtdruk gebiedjes. En bij hoge luchtdruk zitten de moleculen inderdaad dichter op elkaar (iets grotere dichtheid). Maar het is niet zo dat de moleculen botsen met elkaar. Het is meer zo dat bij hoge dichtheid de moleculen de neiging hebben de lage dichtheid gebieden in de buurt te "vullen".

Over je 2e tekst: Bij hogere temperatuur is de snelheid van de moleculen hoger. In een gas "trillen" ze niet maar bewegen ze gewoon kris-kras door elkaar. In een gas gaat dat "vullen" bij hoge temperatuur daarom iets sneller en is de geluidssnelheid hoger.

Bij vloeistoffen en vaste stoffen komt het door de (véél) grotere dichtheid dat de geluidsnelheid groter is. De moleculen zitten dan dicht op elkaar en hier kun je het voortplanten van een drukgolf wel het beste uitleggen doordat moleculen elkaar aanstoten en zo de trilling doorgeven.

Op donderdag 17 jan 2019 om 19:52 is de volgende reactie gegeven
Ik begin het al beter te begrijpen. Dank je wel. Als geluid een drukgolf is. Is het dan zo dat wij eigenlijk geen geluid produceren met onze stembanden bijvoorbeeld, maar drukgolven en dat we die drukgolven met onze oren waarnemen als geluid? En dat ook een box verschillende drukgolven produceert met verschillende frequenties enzo en dat onze oren en hersenen die drukgolven omzetten in iets wat wij geluid noemen?

Erik van Munster reageerde op donderdag 17 jan 2019 om 19:55
Ja, zo zou je dat kunnen zeggen. Wel heel filosofisch:) Geluid is alleen geluid als we dat horen.

Op donderdag 17 jan 2019 om 20:03 is de volgende reactie gegeven
Sorry als het vaag klinkt. Maar een geluidsbron produceert dus eigenlijk drukgolven? Dat is wat ik probeer te begrijpen. Geluid is drukgolven?

Erik van Munster reageerde op donderdag 17 jan 2019 om 20:57
Ja, dat klopt.

Op donderdag 17 jan 2019 om 20:59 is de volgende reactie gegeven
Bedankt!!


Op woensdag 15 nov 2017 om 16:15 is de volgende vraag gesteld
Hoe kun je met logaritmen rekenen met je rekenmachine?

Erik van Munster reageerde op woensdag 15 nov 2017 om 17:40
Dat hangt er (uiteraard) van af wat je wilt uitrekenen. In principe zit er gewoon een knop op je rekenmachine (log) om de logaritme (met grondtal 10) van een getal uit te rekenen.
(Als je ergens mee vastloopt: Stel je vraag even bij de opgave waar het over gaat dan kan ik je verder helpen)


Maya Glerum vroeg op donderdag 5 jan 2017 om 17:25
wat betekent sinusvormig precies?

Erik van Munster reageerde op donderdag 5 jan 2017 om 22:45
Sinusvormig betekent dat de grafiek dezelfde vorm heeft als de grafiek van de functie (fx) = sin(x). Zeg maar: " heen-en-weergaand met afgeronde topjes en dalletjes".

(Voor een voorbeeld zie opgave 3 uit Trillen&GolvenVWO via "oefenen" in het menu hierboven. De twee grafieken op het oscilloscoopscherm zijn hier allebei sinusvormig)


Lieke van der Leun vroeg op dinsdag 3 jan 2017 om 15:20
Kunt u uitleggen waarom het zo is dat wanneer er 3 dB bijkomt, het geluidsniveau keer twee moet?

Erik van Munster reageerde op dinsdag 3 jan 2017 om 16:17
Dag Lieke,

Dat heeft te maken met de definitie van geluidsniveau (zie BINAS tabel 35-B2):

L = 10 * log (I/I0)

L is het geluidintensiteitsniveau in dB
I0 is een afgesproken intensiteit van 10^-12 Wm^-2
I is de geluidsintensiteit.

Als een intensiteit I 2x zo groot is als I0, wordt( I/I0) gelijk aan 2. Als je dit uitrekent vind je

10*log(2) = 3 dB

Als de intensiteit nog een keer verdubbelt wordt is (I/I0) gelijk aan 4 en vind je

10*log(4) = 6 dB.

Elke verdubbeling leidt tot een verhoging van 3dB.

Je vroeg WAAROM het zo is. Het flauwe antwoord is: Omdat de formule nou eenmaal zo is, maar de reden dat ze zo'n ingewikkelde formule hebben opgesteld is dat ons gehoor zo werkt. Als de intensiteit twee keer zo hoog is ervaren we dat niet als 2x zo hard maar als een klein beetje harder. Het komt dus door onze zintuigen dat er een logaritme in de fo

Erik van Munster reageerde op dinsdag 3 jan 2017 om 16:19
(vervolg).. Het komt dus door onze zintuigen dat er een logaritme in de formule zit.

(Berekeningen met dB en intensiteitsniveau van geluid horen trouwens niet bij de officiele examenstof)

Lieke van der Leun reageerde op dinsdag 3 jan 2017 om 16:22
Hartelijk dank !


Op maandag 18 mei 2015 om 21:28 is de volgende vraag gesteld
Wat ik me afvraag is dat altijd geluidsgolven in een mijn natuurkunde boeken worden geïllustreerd als een sinusvormige golf (transversaal), maar als geluid longitudinaal is dan hoort dat toch anders weergegeven te worden? Of zie ik dit verkeerd

Erik van Munster reageerde op maandag 18 mei 2015 om 21:36
Klopt helemaal. Probleem is dat een geluidsgolf lastig in een plaatje te zetten is. Je zou dan een patroon van afwisselend grotere dichtheid en kleinere dichtheid moet weergeven. Dit kan wel met grijstinten maar heel duidelijk is dat niet.

In plaats daarvan wordt het vaak voorgesteld als een sinusgolf die dus eigenlijk geen plaatje is maar een grafiek van de druk tegen de plaats.

Lianne Kooij reageerde op dinsdag 19 mei 2015 om 09:29
Wel raar dat ze dan " geluidsgolf in de lucht" neerzetten" maar het is nu duidelijk voor me, bedankt!


Anneke Vrinssen vroeg op dinsdag 8 apr 2014 om 16:45
Misschien een rare vraag, maar wat zijn toepassingen van geluidsgolven? Bedoelen ze daarmee vb. zoals echografie, vleermuizen, speakers, ed.?

Erik van Munster reageerde op dinsdag 8 apr 2014 om 17:00
Ja dat zijn voorbeelden van toepassing. Eigenlijk alles waarbij geluid een rol speelt.

Anneke Vrinssen reageerde op dinsdag 8 apr 2014 om 17:05
Oke, bedankt!