Geluidsgolf

Geluid beweegt zich naar voren in de vorm van golven. De beweging herhaalt zich heel vaak achter elkaar. Net als wanneer je een steentje in het water gooit zie je dat er rimpels/ golfjes in het water komen die steeds groter worden. De zelfde rimpels/ golfjes is ook wat er gebeurt wanneer geluid zich beweegt door de lucht. Als wij bijvoorbeeld praten persen we de lucht die uit onze mond komt samen hierdoor zorgen we dat de lucht in een stroming komt (ook wel luchtstroming genoemd). Het geluid wordt door golven naar voren geduwd. Hoe verder de lucht van jou vandaan is hoe minder hard de golf wordt. Daarom kun je soms iemand niet verstaan als hij of zij te ver weg staat. Het maken van een praat geluid gebeurt op drie manieren: eerst moet er een luchtstroom op gang worden gebracht, dan wordt de lucht in trilling gebracht (fonatie=het produceren van geluid door middel van strottenhoofd en stembanden) en vervolgens wordt de luchtstroom in de mond- en neusholte vervormd. Op deze manier kunnen we de verschillende praat geluiden van elkaar horen.

Geluidsgolven zijn er in twee soorten. Je hebt de transversale golf, deze beweegt naar boven en naar beneden. De ander golf noemen we Longitudinale (ook wel pulserende golf genoemd), deze golf beweegt naar voren en naar achteren.

Geluidssnelheid

Het geluid beweegt in golven, deze golven kunnen snel of langzaam bewegen. Dit wordt de geluidssnelheid genoemd. Het geluid kan zich bewegen door de lucht met een snelheid van 343 meter per seconde. Wanneer geluid door water gaat of door een andere stof kan dit weer anders zijn. Het kan bijvoorbeeld ook veranderen door de temperatuur of bijvoorbeeld door een harde wind.

Frequentie

Geluidsgolven van hoge tonen.

Geluidsgolven van lage tonen.

De snelheid van de golven achter elkaar wordt ook wel de frequentie van de golven genoemd. Is de frequentie van de golf heel hoog, dit betekent dus heel veel golven heel snel achter elkaar, dan wordt de toon die je hoort ook hoger. De frequentie wordt uitgedrukt in de eenheid hertz (Hz). Je kunt dit vergelijken met het ronddraaien van een buis. Wanneer je dit heel snel doet met een smalle buis hoor je een hele hoge toon, wanneer je dit doet met een bredere buis wordt de toon ook lager. De lucht wordt door het rondslingeren tegen de kanten van de buizen geduwd hierdoor verander je de luchtstroming. De lucht in de smalle buis zal sneller tegen de kanten aan worden geduwd omdat de weg korter is dan wanneer je een bredere buis slingert, de lucht zal er langer overdoen voor dat het tegen de kant aan wordt geduwd en hierdoor een lagere of bijna niet te horen toon geven.

Sterkte van het geluid

Elk geluid heeft een andere hardheid of zachtheid. We kunnen dus geluiden normaal, hard of zacht horen. De sterkte van een geluid meten we met een geluidsmeter ook wel decibelmeter genoemd. De eenheid van geluidsterkte is de decibel (dB).

Een andere manier om geluidsterkte te meten is met amplitude. De amplitude is de grootte, of sterkte, van een trilling. Dit zijn trilling die mechanische worden voort bewogen, bijvoorbeeld een snaar van een harp, of andere instrumenten en/ of elektrische apparaten die een geluidsgolf voort beweegt. Omdat een golf beweging steeds in grootte veranderd zal de meting van die golf ook steeds anders zijn.

Geluidsgolven met gelijke amplitude

Grafiek van een geluidsgolf

Dichtheid

Geluid beweegt zich door de lucht maar kan zich ook door andere materialen verplaatsen. De materialen kunnen allemaal een andere dichtheid hebben. Dat heeft ook invloed op het verplaatsen van geluid. Er zijn drie verschillende dichtheidsstoffen waar geluid zich door kan bewegen of weerkaatsen.

• Een vaste stof = een stof waarbij de moleculen dicht op elkaar staan. Hoge dichtheid. Een stof die je kunt zien en kunt vast pakken. Voorbeeld: Hout, muren, kneedgum.
• Een vloeibare stof = een stof waarbij de moleculen meer uit elkaar staan. Gemiddelde dichtheid. Een stof die je kunt zien maar niet kunt vast pakken. Voorbeeld: Water, melk, olie.
• Een gas stof = een stof waarbij de moleculen ver uit elkaar staan. Lage dichtheid. Een stof die je niet kunt zien, niet kunt vast pakken, wel kunt voelen. Voorbeeld: zuurstof, co2, aardgas.

Geluid weerkaatsing

Geluidsgolven kunnen niet overal doorheen. Wanneer het geluid ergens tegen aan botst, wordt een stukje van het geluid weerkaatst, eigenlijk net zo iets als een spiegelbeeld. Bijvoorbeeld je bent in een ruimte die ook gevuld is met allerlei ander spullen, zoals een bank, kast enzovoort, het geluid zal direct botsen tegen te veel vaste stoffen die een hoge dichtheid hebben, waardoor het geluid dat wordt weerkaats niet te horen is. Als we in een grote ruimte staan die verder leeg is of in een open gebied ver genoeg weg van vaste stoffen met hoge dichtheid, maakt het weerkaatste geluid een echo. Je kunt dus een echo het beste horen wanneer we in de bergen, in het bos of in een grote grot zijn.

Bronnenlijst

Buuren, B., Ellerbroek, J., en SMitt, J. H., (1975). Licht, trillingsleer en geluid, natuurkunde voor hogere technische scholen. Zaltbommel: Koninklijke drukkerij van de Garde.

Abbie Dunne, "Vertel Maar Science Start - Geluid" 22 november 2017. Hoofduitgeverij Corona.