De sensatie die door onze oren wordt gevoeld, wordt geluid genoemd. Het is een vorm van energie die ons doet horen. In ons dagelijks leven horen we verschillende geluiden om ons heen.
We weten dat geluid zich verplaatst in de vorm van golven.
Een golf is een trillende verstoring in een medium die energie van het ene punt naar het andere transporteert zonder dat er direct contact is tussen de twee punten.
We kunnen zeggen dat een golf wordt geproduceerd door de trillingen van de deeltjes van het medium waar de golf doorheen gaat.
Er zijn twee soorten golven: Longitudinale golven en Transversale golven.
Longitudinale golven: Een golf waarbij de deeltjes van het medium heen en weer trillen in ‘dezelfde richting’ waarin de golf beweegt. Het medium kan vast, vloeibaar of gas zijn. Geluidsgolven zijn dus longitudinale golven.
Transversale golven: Een golf waarbij de deeltjes van het medium op en neer trillen ‘loodrecht’ op de richting waarin de golf beweegt. Deze golven worden alleen in vaste stoffen en vloeistoffen geproduceerd, maar niet in gassen.
Geluid is een longitudinale golf die bestaat uit compressies en rarefacties die door een medium reizen.
Geluidsgolven kunnen worden beschreven aan de hand van vijf kenmerken: Golflengte, Amplitude, Tijdsduur, Frequentie en Snelheid of Velocity.
1. Golflengte
De minimale afstand waarover een geluidsgolf zich herhaalt, wordt de golflengte genoemd. Het is de lengte van één volledige golf. Het wordt aangeduid met de Griekse letter λ (lambda). Wij weten dat in een geluidsgolf de gecombineerde lengte van een compressie en een aangrenzende rarefactie de golflengte wordt genoemd. Ook de afstand tussen de middelpunten van twee opeenvolgende compressies of twee opeenvolgende rarefacties is gelijk aan de golflengte.
Noot: De afstand tussen de middelpunten van een compressie en een aangrenzende rarefactie is gelijk aan de helft van de golflengte, d.w.z. λ/2. De S.I-eenheid voor het meten van de golflengte is meter (m).
2. Amplitude
Wanneer een golf door een medium gaat, worden de deeltjes van het medium tijdelijk verplaatst ten opzichte van hun oorspronkelijke onverstoorde posities. De maximale verplaatsing van de deeltjes van het medium ten opzichte van hun oorspronkelijke onverstoorde posities, wanneer een golf door het medium gaat, wordt amplitude van de golf genoemd. In feite wordt de amplitude gebruikt om de grootte van de golf te beschrijven. De S.I.-meeteenheid voor de amplitude is meter (m), hoewel ze soms ook in centimeters wordt gemeten. Weet je dat de amplitude van een golf gelijk is aan de amplitude van het trillende lichaam dat de golf produceert?
3. Tijdsduur
De tijd die nodig is om één volledige golf of cyclus of cyclus te produceren wordt de tijdsduur van de golf genoemd. Welnu, één volledige golf wordt geproduceerd door één volledige trilling van het trillende lichaam. We kunnen dus zeggen dat de tijd die nodig is om één trilling te voltooien bekend staat als tijdsperiode. Deze wordt aangeduid met de letter T. De meeteenheid van de tijdsperiode is seconde (s).
Waarom zijn snelheid en snelheid niet altijd even groot?
4. Frequentie
Bron: www.media.openschool.com
Het aantal volledige golven of cycli dat in één seconde wordt geproduceerd, wordt frequentie van de golf genoemd. Aangezien één volledige golf wordt voortgebracht door één volledige trilling van het trillende lichaam, kunnen we dus zeggen dat het aantal trillingen per seconde frequentie wordt genoemd. Bijvoorbeeld: als 10 volledige golven of trillingen in één seconde worden geproduceerd, dan zal de frequentie van de golven 10 hertz of 10 cycli per seconde zijn. Weet je dat de frequentie van een golf vast is en niet verandert, zelfs niet wanneer hij door verschillende stoffen gaat?
De S.I eenheid van frequentie is hertz of Hz. Van een trillend lichaam dat 1 golf per seconde uitzendt, wordt gezegd dat het een frequentie van 1 hertz heeft. Dat wil zeggen dat 1 Hz gelijk is aan 1 trilling per seconde.
Soms wordt een grotere eenheid van frequentie kilohertz (kHz) genoemd, dat wil zeggen 1 kHz = 1000 Hz. De frequentie van een golf wordt aangeduid met de letter f.
De frequentie van een golf is gelijk aan de frequentie van het trillende lichaam dat de golf produceert.
Wat is het verband tussen de tijdsduur en de frequentie van een golf?
De tijd die nodig is om één volledige golf te produceren, wordt de tijdsduur van de golf genoemd. Stel dat de tijdperiode van een golf T seconden bedraagt.
In T seconden wordt = 1
Dus in 1 seconde wordt = 1/T
Maar het aantal golven dat in 1 seconde wordt geproduceerd, wordt de frequentie genoemd.
Daaruit volgt F = 1/Tijd-periode
f = 1/T
waar f = frequentie van de golf
T = tijd-periode van de golf
5. Snelheid van de golf (Speed of Wave)
De afstand die een golf in één seconde aflegt, wordt de snelheid van de golf of de snelheid van de golf genoemd. Zij wordt weergegeven door de letter v. De S.I. eenheid voor het meten van de snelheid is meter per seconde (m/s of ms-1).
Wat is het verband tussen snelheid, frequentie en golflengte van een golf?
Velociteit = afgelegde afstand/ afgenomen tijd
Let v = λ / T
Waarbij T = tijd die een golf in beslag neemt.
v = f X λ
Deze formule staat bekend als de golfvergelijking.
Waar v = snelheid van de golf
f = frequentie
λ = golflengte
Snelheid van een golf = Frequentie X Golflengte
Dit geldt voor alle golven zoals dwarsgolven zoals watergolven, longitudinale golven zoals geluidsgolven en de elektromagnetische golven zoals lichtgolven en radiogolven
Daarom hebben we verschillende eigenschappen van geluidsgolven geleerd.
Thermische uitzetting van vaste stoffen, vloeistoffen en gassen