Geluid
Geluid kan ook een waterlichaam betekenen, zoals een baai of kanaal.
Geluid wordt veroorzaakt door geluidsgolven. Het kan worden gehoord wanneer het door een medium naar het oor gaat. Alle geluiden worden gemaakt door trillingen van moleculen. Wanneer iemand bijvoorbeeld op een trommel of een cimbaal slaat, gaat het voorwerp trillen. Deze trillingen brengen luchtmoleculen in beweging. Geluidsgolven bewegen weg van waar ze vandaan komen. Wanneer de trillende luchtmoleculen onze oren bereiken, gaat ook het trommelvlies trillen. De botten van het oor trillen op de manier waarop het voorwerp dat de geluidsgolf startte, trilde.
Er zijn drie verschillende media. Dat zijn vaste stoffen, vloeistoffen en gas. Geluid verplaatst zich het snelst door vaste stoffen omdat de deeltjes in een vaste stof dichter bij elkaar zitten dan in gas en vloeistof.
Deze trillingen laten u verschillende dingen horen. Zelfs muziek is trilling. Onregelmatige trillingen zijn lawaai. Mensen kunnen zeer complexe geluiden maken. Wij gebruiken ze voor spraak.
Geluidsgolven zijn longitudinale golven met twee delen: compressie en rarefactie. Compressie is het deel van de geluidsgolven waarbij de moleculen van de lucht worden samengedrukt (gecomprimeerd). Rarefactie is het deel van de golven waar de moleculen ver van elkaar verwijderd zijn. Geluidsgolven zijn een opeenvolging van compressie en rarefactie.
Vacuüm
Aangezien geluid een trilling van een medium is, kan het niet door een vacuüm gaan. Een vacuüm is een plaats waar geen medium is, bijvoorbeeld in de ruimte. Het woord komt van het Latijnse adjectief vacuus voor "vacant" of "leegte".
Snelheid van het geluid
Geluidsgolven kunnen zich verplaatsen door vaste stoffen, vloeistoffen en gassen. Hoe dikker het medium, hoe sneller ze gaan, maar ze kunnen niet door een vacuüm reizen (een plaats waar niets is). Daarom kunnen astronauten in de ruimte niet met elkaar praten: ze hebben een radio nodig om elkaar te horen. Geluid kan sneller door water reizen dan door lucht; en zelfs sneller in vaste stoffen zoals steen, ijzer en staal. Bij kamertemperatuur en normale luchtdruk verplaatst geluid zich met 344 m/s, 761 mijl per uur. Omdat de temperatuur en de druk veranderen met de hoogte in de atmosfeer, varieert ook de snelheid.
Toonhoogte en intensiteit
Toonhoogte is de hoogte of laagte van geluid. Toonhoogte is de manier waarop mensen verschillende frequenties horen. De frequentie wordt bepaald door het aantal trillingen per seconde. De hoogste toets van een piano trilt bijvoorbeeld 4000 keer per seconde. Hij heeft een frequentie van 4000 hertz (Hz), ofwel 4 kilohertz (kHz). Lagere toetsen hebben een lagere frequentie. Een noot die een octaaf hoger ligt dan een andere noot, heeft twee keer de frequentie van die noot.
De intensiteit van een geluid is hoeveel geluidsenergie er in één seconde door een vierkante meter gaat. Geluidsgolven met een hogere amplitude (grotere trilling) hebben een hogere intensiteit. De intensiteit van een geluid is hoger dichter bij de geluidsbron. Verder weg is het minder intens. De omgekeerde kwadratenwet laat zien hoe de geluidsintensiteit kleiner wordt, verder van de bron. "Omgekeerd kwadraat" zegt dat wanneer de afstand wordt vermenigvuldigd met een getal, de geluidsintensiteit wordt gedeeld door dat getal in het kwadraat (het getal maal zichzelf). Tweemaal de afstand betekent dus een kwart van de intensiteit.
Geluidsintensiteiten kunnen zeer verschillend zijn. Ze kunnen variëren van 0,000000000001, die nauwelijks hoorbaar zijn, tot 1 W/m2 (pijnlijk luid). De decibelschaal maakt het gemakkelijker om met geluidsintensiteitsgetallen te werken. Een intensiteit van 0,000000000001 W/m2 is 0 dB (decibel). Het is een exponentiële schaal, dus als het decibelgetal met 10 toeneemt, is de intensiteit tien keer zo groot. Een intensiteit van 1 W/m2 is dus 120 dB.
Luidheid is de manier waarop mensen de intensiteit van geluid waarnemen. Luidheid is afhankelijk van de geluidsintensiteit, de geluidsfrequentie en het gehoor van de persoon.
Gehoord en niet gezien
Hoorbaar geluid heeft frequenties tussen 20 Hz en 20 kHz. Mensen kunnen hoorbaar geluid horen. Geluidsgolven met een frequentie boven 20 kHz worden ultrasone golven genoemd. Geluidsgolven met een frequentie onder 20 Hz worden infrageluidsgolven genoemd. Mensen kunnen ultrageluidsgolven en infrageluidsgolven niet horen, maar sommige dieren, zoals vleermuizen en dolfijnen, gebruiken ze wel. Oudere mensen hebben een nog kleiner gehoorbereik. Mensen horen het best geluiden tussen 1000 Hz en 6000 Hz.
Het dopplereffect
Wanneer een geluidsbron naar iemand toe beweegt, lijkt de frequentie toe te nemen. Hetzelfde gebeurt wanneer iemand naar de geluidsbron toe beweegt. De frequentie lijkt af te nemen wanneer iemand zich van een geluidsbron verwijdert. Ze lijkt ook af te nemen wanneer de geluidsbron zich van iemand af beweegt. Dit wordt het dopplereffect genoemd.
Vragen en antwoorden
V: Wat is geluid?
A: Geluid is een soort golf die ontstaat door trillingen van moleculen. Het kan worden gehoord wanneer het door een medium naar het oor gaat.
V: Hoe worden geluiden gemaakt?
A: Geluiden worden gemaakt door trillingen van moleculen. Wanneer iemand bijvoorbeeld op een trommel of cimbaal slaat, gaat het voorwerp trillen en brengt het luchtmoleculen in beweging, waardoor geluidsgolven ontstaan.
V: Wat zijn de drie verschillende media waar geluid doorheen reist?
A: De drie verschillende media waar geluid doorheen reist zijn vaste stoffen, vloeistoffen en gassen.
V: Wat veroorzaakt geluidsgolven?
A: Geluidsgolven worden veroorzaakt door trillingen van moleculen in de lucht. Wanneer een voorwerp trilt, brengt het luchtmoleculen in beweging die vervolgens geluidsgolven creëren.
V: Hoe horen wij geluiden?
A: Wij horen geluiden wanneer de trillende luchtmoleculen onze oren bereiken en ons trommelvlies doen trillen op dezelfde manier als het voorwerp dat de geluidsgolf in gang zette, oorspronkelijk deed.
V: Zijn alle geluiden regelmatige trillingen?
A: Nee, niet alle geluiden zijn regelmatige trillingen; onregelmatige trillingen vormen lawaai, terwijl mensen zeer complexe spraakgeluiden kunnen maken.
V: Wat is compressie en rarefactie in termen van geluidsgolven?
A: Compressie is een deel van een geluidsgolf waarbij luchtmoleculen tegen elkaar worden gedrukt, terwijl rarefactie een deel is van een golf waarbij luchtmoleculen ver van elkaar af staan - deze twee delen creëren een reeks die bekend staat als een geluidsgolf.
