4.1 Theorie

Geluid hoor je meestal met je oren. Maar het is ook mogelijk om onder water te kunnen horen (probeer maar eens!). Waarom doet geluid wat het doet? En hoe wordt dat dan veroorzaakt?

Geluidsbronnen en ontvangers

Stel, je luistert via de radio naar muziek. Jij ontvangt dat geluid dan voornamelijk via je oren. In dat geval zijn de speakers van de radio de geluidsbron, jouw oren zijn de ontvanger. Tussen jouw oren en de speakers zit lucht. Die lucht is een tussenstof waar het geluid door reist. Een ander woord voor zo’n tussenstof is medium.

  • Een geluidsbron is een voorwerp dat geluid produceert.
  • Een ontvanger is een voorwerp dat het geluid ontvangt.
  • Een medium is een tussenstof waar het geluid door reist.

Het maken, vervoeren en horen van geluid is een proces. Om dat proces overzichtelijk in kaart te brengen, kun je gebruik maken van een blokkenschema. In het algemeen ziet zo’n blokkenschema er als volgt uit:

Figuur 4.1.2: Een eenvoudig blokkenschema voor het bewegen van geluid.
Figuur 4.1.1: Een eenvoudig blokkenschema voor het bewegen van geluid.

Tijd voor een paar voorbeelden:

Voorbeeld 4.1.1

Jij hoort de hond van de buren blaffen.

voorbeeld1De hond is de bron.

De lucht is het medium (de tussenstof).

Jij bent de ontvanger.

Voorbeeld 4.1.2

Je voert een experiment uit in het zwembad. Met een waterdichte telefoon neem je het geluid op van iemand die onder water probeert te gillen. (ja dat kan, probeer maar eens).

De bron is degene die onder water gilt.

Het water is het medium.

De microfoon van de telefoon is de ontvanger.
voorbeeld2

Voorbeeld 4.1.3

Je slaapt tijdens de les met je oor op tafel. Een andere leerling tikt met zijn pen op dezelfde tafel. Je schrikt wakker van het geluid met een tuuuut in je oren.

De bron is de pen op de tafel.

Het medium is de tafel zelf.

(de bron is de tafel)

(het medium is de lucht)

de ontvanger is je oor.

voorbeeld3In dit laatste voorbeeld vind je het hele idee over de blokkenschema's in twee stappen. Je oor is namelijk gevuld met lucht. Dus is het geluid eerst via de tafel gereisd, vervolgens heeft de tafel het geluid doorgegeven aan de lucht. Je trommelvlies is de ontvanger.

Luchtdruk

Luchtdruk ontstaat door botsende moleculen. Moleculen zijn de kleinste deeltjes waar een stof uit bestaat. Alles wat je kunt aanraken, bestaat uit moleculen. Dus ook de lucht.

  • Moleculen zijn de kleinste deeltjes van iedere stof
  • Ieder medium bestaat uit moleculen.

Het verschijnsel geluid bestaat doordat moleculen altijd in beweging zijn. De hele dag. Ja, eigenlijk altijd. En zo nu en dan botsen ze ergens tegenaan.

Iedere keer als de moleculen ergens tegenaan botsen oefenen ze druk uit. In het geval van lucht noem je dat luchtdruk.

Hoe meer moleculen opeen gepakt zitten, hoe meer botsingen, hoe hoger de luchtdruk. Zie ook de experimenten!

Geluid in het medium lucht

In de experimenten kom je erachter dat geluid wordt geproduceerd door trillende voorwerpen. Dat is niet zo vreemd als je bekijkt waar geluid eigenlijk uit bestaat.

In figuur 4.1.2 zie je een buis die is gevuld met lucht. De lucht wordt voorgesteld door de bolletjes. De lucht wordt in beweging gebracht door een plaat die je aan de linkerkant ziet. De plaat is de geluidsbron.

Figuur 4.1.2: De beweging van geluid door lucht. (c) Dan Russel 2011.
  • Als de plaat naar rechts beweegt, duwt hij de lucht dichter op elkaar. Er ontstaat een gebied met hoge druk.
  • Als de plaat naar links beweegt, trekt hij de lucht uit elkaar. Er ontstaat een gebied met lage druk.

De beweging van de plaat wordt doorgegeven doordat de luchtdeeltjes (moleculen) tegen elkaar botsen. De beweging die zo ontstaat, noem je een geluidsgolf. De geluidsgolf bestaat dus uit hoge- en lage drukgebiedjes die elkaar afwisselen.

  • Geluid beweegt door een medium als een geluidsgolf.
  • Een geluidsgolf bestaat uit hoge en lage drukgebiedjes.

 

De ontvanger

Bij je oren gebeurt het tegenovergestelde van de geluidsbron. Je trommelvlies wordt ingedrukt op het moment dat er een gebied met hoge druk in de buurt is. En je trommelvlies wordt uitgerekt op het moment dat er een gebied met lage druk passeert.

Figuur 4.1.3: Anatomisch model van het oor. Links, aan het einde van de gehoorgang, zie je het trommelvlies.

Je oren vertalen die beweging naar een elektrisch signaal, zodat je hersenen er betekenis aan kunnen geven.

Medium

Alle trillende voorwerpen kunnen in principe geluid voortbrengen. Zolang het maar andere moleculen in beweging kan brengen (ofwel: een medium in beweging kan brengen).

Omdat vrijwel alles wat je kunt aanraken bestaat uit moleculen, kun je door alle materialen een geluidsgolf laten bewegen. Dus ook door vaste stoffen en door vloeistoffen.