8.2 Toonhoogte en frequentie

• Natuurkunde
• Middelbare school
• vmbo b, k, g
• Leerjaar 4

Pictogrammen in LessonUp

Aantekening in je schrift

Hotspot:

Aantekening in je schrift

Hotspot:

Extra uitleg

Hotspot:

Filmpje kijken

Hotspot:

Link naar  toepasing

Opdracht in je schrift maken

Opdracht op je iPad maken

Uitleg, tekst goed doorlezen

Hotspot:

Geluid luisteren

Toonhoogte

Filmpje

toonhoogte en trilling

Snaren en Toonhoogte

De toonhoogte van een gitaar kun je makkelijk aanpassen. Dit doe je als je er muziek mee wilt maken, maar ook als je het instrument wilt stemmen.

Toon en trilling

Filmpje

trillende snaren

Filmpje

toonhoogte

Toonhoogte verhogen/verlagen

Er zijn drie manieren waarop je de toonhoogte van een snaar kunt verhogen:

De snaar strakker spannen.

De snaar korter maken.

De snaar dunner maken.

Er zijn drie manieren waarop je de toonhoogte van een snaar kunt verlagen:

De snaar losser spannen.

De snaar langer maken.

De snaar dikker maken.

Hoge/lage tonen

Filmpje

muziekinstrumenten studio

Strakker/losser, dikker/dunner en korter/langer werken voor alle snaarinstrumenten. Dus ook voor de viool, cello, contrabas, basgitaar, piano, harp, etc. De lengte gaat ook op voor blaasinstrumenten. 

Hoe langer de pijp van bijvoorbeeld een orgel, hoe lager het geluid dat deze maakt. 

Stemvork

Een stemvork trilt als hij geluid maakt. Met een trilling bedoelen we in de natuurkunde een beweging die zich steeds herhaalt. Als je een been van een stemvork in slowmotion bekijkt zie je dat hij steeds heen en weer beweegt. Als je de stemvork 

  met rust laat, komen de 

     benen uiteindelijk tot 

            stilstand. 

Stemvork

Een stemvork trilt als hij geluid maakt. Een trilling die hoorbaar geluid maakt, gaat al gauw 100 keer per seconde heen en weer. Zo'n trilling gaat te snel om goed te kunnen zien. Met slowmotion camera's kun je filmpjes maken van een stemvork, zodat je de trilling goed kunt zien. 

filmpje

stemvork slowmotion

Filmpje

stemvork experimenten

Trillingen

Met een trilling bedoelen we in de natuurkunde een beweging die zich steeds herhaalt. 

Opdracht 1

Hoeveel trillingen staan er in de afbeelding getekend?

Frequentie

Frequentie is het aantal trillingen per seconde.

Het symbool voor frequentie is de kleine letter f. 

De frequentie wordt gemeten in hertz (Hz). 

Frequentiebereik mens

Mensen kunnen niet alle frequenties horen. De frequenties die mensen kunnen horen liggen tussen de 20 en 20.000 Hz. We noemen dit het

frequentiebereik van het mensenlijk gehoor. Dit frequentiebereik wordt kleiner als we ouder worden. We horen dan steeds minder lage en

hoge tonen. 

Frequentiebereik dieren

Frequentiebereik dieren

Frequenties die boven het menselijk frequentiebereik liggen noemen we ultrasoon. Als de frequentie onder het menselijk frequentiebereik ligt noemen we het geluid infrasoon. 

Een vleermuis kan ultrasoon geluid horen. Een vleermuis kan makkelijk geluiden horen van 100.000 Hz en kan een olifant geluiden horen van 16 Hz. 

In de afbeelding hiernaast kun je  bij de blauwe balkjes het ehoorbereik (ontvanger) aflezen en bij de rode balkjes  het stembereik (bron) van de mens en een aantal dieren.

Gehoortest

20 Hz

200 Hz

2000 Hz

12000 Hz

30 Hz

50 Hz

80 Hz

500 Hz

800 Hz

1000 Hz

5000 Hz

8000 Hz

10000 Hz

15000 Hz

18000 Hz

20000 Hz

Hier kun je testen hoe goed jij lage en hoge tonen kunt horen. Doe de test eerst bij jezelf (oortjes) en schrijf in je schrift de laagste en hoogste toon die je goed kunt horen (gehoorbereik). Doe de test ook bij docenten, ouders etc. , kijk of je verschillen meet.

Trillingstijd

Trillingstijd/frequentie

Hertz

Seconde

Frequentie

Trilling

Hz

T

f

s

Filmpje

frequentie en trillingstijd

Trillingstijd/frequentie

Om iets te kunnen zeggen over de toonhoogte van een geluid, kun je kijken naar de frequentie (f) of de trillingstijd (T). Hoe hoger de frequentie , hoe groter het aantal trillingen per seconde. 

Hoe groter het aantal trillingen per seconde, hoe hoger het geluid. 

Bij een hogere frequentie duurt elke trilling steeds minder lang. Het is logisch dat frequentie en trillingstijd zoveel met elkaar te maken hebben. 

In de formuledriehoek hiernaast zie je het verband tussen de trillingstijd en de frequentie.

Voorbeeld

Een trillend voorwerp doet precies 30 ms over 1 trilling. Hoe groot is de frequentie van deze trilling?

Opdracht 2

Opdracht 2 - uitwerking

Wat heeft geen invloed op de toonhoogte van een trillende snaar?

1. De lengte van de snaar
2. De dikte van de snaar
3. De spanning van de snaar
4. De kleur van de snaar

De frequentie is het aantal trillingen per minuut

1. Juist
2. Onjuist

Wat is de eenheid van frequentie?

1. Frq
2. Hr
3. Hz
4. Fq

Als de frequentie omlaag gaat, gaat de toonhoogte...

1. Omhoog
2. Omlaag
3. Verandert niet

Een snaar trilt 120 keer per minuut. Wat is de frequentie?

1. 2 Hz
2. 60 Hz
3. 120 Hz
4. 4 Hz

Wat is het frequentiebereik van het menselijk oor?

1. 10Hz - 10.000Hz
2. 0Hz - 100.000Hz
3. 2Hz - 2.000Hz
4. 20Hz - 20.000Hz

Een snaar maakt 15.000 trillingen per seconde, kan een mens dit geluid horen?

1. Ja
2. Nee

Een oscilloscoop...

1. Kan geluid omzetten in een elektrisch signaal
2. Kan een elektrisch signaal omzetten in geluid
3. Werkt als een microfoon

Bereken de frequentie. 1 hokje is 2 ms.

Opdracht 3

Opdracht 3 - uitwerking

Opdracht 4

Opdracht 4 - uitwerking

D-toets

Trillingstijd en frequentie

D-toets

a. Heb je alles van deze les begrepen?
b. Zijn er onderdelen van deze les die je nog niet zo
goed begrijpt of waar je meer uitleg voor nodig hebt?
c. Heb je nog tips of suggesties voor deze les?

Tekst/Opdrachtenboek

Tekstboek

Doorlezen/bestuderen: 

2. Toonhoogte en frequentie (blz. 129 t/m 131)

Werkboek

Maken + nakijken: 

opdracht 11 t/m 24 (blz. 100 t/m 102)