NST - H8 - TW3

Geluid maken en horen

Een geluidsbron maakt geluid door te trillen, zoals je stembanden, de snaren van een instrument of een conus van een speaker. In dat laatste geval beweegt deze naar voor en achteren, waardoor er kleine luchtdrukverschillen ontstaan. Geluid heeft een tussenstof nodig, waarin de trillingen worden doorgegeven, zoals lucht of water. De geluidssnelheid in lucht van 20 °C is 343 m/s. Je kunt de afstand die het geluid aflegt in een bepaalde tijd berekenen met de formule: afstand = geluidssnelheid × tijd of s = v × t. Hierin is afstand in meter, de geluidssnelheid in meter per seconde en de tijd in seconde. Als geluid je oor bereikt, gaat je trommelvlies trillen. Dit zorgt ervoor dat de gehoorbeentjes gaan trillen, die de vloeistof in je slakkenhuis laat trillen. Deze trillingen worden omgezet in signalen naar je hersenen, waardoor je het geluid hoort.

Toonhoogte en frequentie

Een snaar heeft een lagere toon als deze dikker, langer of minder strak gespannen is. Je kan een instrument stemmen om deze de juiste toon te laten produceren. De trillingstijd is de duur van 1 volledige trilling. Met een oscilloscoop kun je een trilling zichtbaar maken. De tijdbasis is de schaal van de oscilloscoop, zoals 1 ms/div. Dit betekent dat 1 hokje, 1 milliseconde is. De frequentie van een toon is het aantal trillingen per seconde. Hoe groter de frequentie, hoe hoger de toon. De frequentie bereken je met de formule $frequentie = \frac{1}{trillingstijd}$, waarin de frequentie in hertz (Hz) en de trillingstijd in seconde is. Als een frequentie 1 Hz is, betekent dat er 1 trilling in een seconde zit. Als je een frequentie weet, en je wilt de trillingstijd berekenen, gebruik je de formule $trillingstijd = \frac{1}{frequentie}$. Opnieuw is trillingstijd hier in seconde, en frequentie in hertz. Mensen horen tonen van 20 tot 20 000 Hz. Dit heet het frequentiebereik.

Geluidssterkte

De geluidssterkte geeft aan hoe hard een geluid is. De amplitude is de maximale afstand van een trilling vanaf het midden op een oscilloscoop. De geluidssterkte meet je in decibel (dB) met een decibelmeter. Bij een verdubbeling van het aantal geluidsbronnen, komt er 3 decibel bij.

Hoe groter de afstand tot een geluidsbron is, hoe kleiner de geluidssterkte.

De gehoordrempel is de geluidssterkte waarbij je het geluid kan horen. Geluiden boven de pijngrens doen pijn aan je oren. De gehoordrempel en pijngrens verschillen per frequentie. Om een decibelmeter aan te passen aan de gevoeligheid van het menselijk gehoor, gebruik je een A-filter. Als je dit doet, gebruik je de dB(A)-schaal. Bij metingen om geluidshinder vast te stellen wordt altijd de dB(A)-schaal gebruikt.

Geluidsoverlast

De schadelijkheid van geluid hangt af van geluidssterkte en blootstellingstijd. Te hard geluid kan permanent gehoorverlies veroorzaken en hinderlijk geluid kan slaapgebrek en concentratieproblemen veroorzaken. Een piep in het oor is een teken van gehoorschade. Maatregelen om geluidsoverlast te verminderen kunnen bij de bron, tussen bron en ontvanger en bij de ontvanger worden genomen, zoals beter asfalt (bij de bron), geluidsschermen of -wallen (tussen de bron en ontvanger) en betere geluidsisolatie (bij de ontvanger). Geluidswallen zijn grote heuvels van aarde, die het geluid absorberen. Geluidsschermen weerkaatsen het geluid.

Begrippen