8.2 Toonhoogte en frequentie

• Mens & Natuur
• Middelbare school
• vmbo b
• Leerjaar 2

Terugblik

Geluid onstaat door druk verandering bij de........

1. Geluidsbron
2. Oren
3. Lichtbron
4. Radar

De snelheid van geluid door lucht (20°C ) is

1. 343 km/h
2. 1000m/s
3. 343 m/s
4. 100 lichtjaren

Geluid onstaat door ....... in een geluidsbron.

1. trillingen
2. stroom
3. licht
4. snelheid

Je ontvangt geluid in je oor, de trillingen worden opgevangen door

1. je hamer
2. je trommelvlies
3. je neusholte
4. je trilharen

Wat is geen geluidsbron

1. je stemband
2. een speaker
3. een trommel
4. een microfoon

Als er 9 tellen tussen de flits en de donder zit. Dan is het onweer ongeveer ....km van je vandaan

1. 12
2. 9
3. 4
4. 3

Waar kan geluid zich niet doorheen bewegen?

1. Lucht
2. Water
3. Beton
4. Vacuüm

Leerdoel

• 8.2.1 Je kunt de drie factoren noemen die de hoogte van de toon van een snaar bepalen.
• 8.2.2 Je kunt uitleggen wat de frequentie is van een trilling.
• 8.2.3 Je kunt het verband beschrijven tussen de frequentie en de toonhoogte.
• 8.2.4 Je kunt in een oscilloscoopbeeld de trillingstijd van een toon bepalen.
• 8.2.5 Je kunt het frequentiebereik van het menselijk gehoor benoemen.
• 8.2.6 Je kunt de frequentie van een toon berekenen met de trillingstijd. (PLUS)

Als je een geluid moet omschrijven, zeg je vaak iets over de toonhoogte. Je zegt bijvoorbeeld dat een apparaat piept als het een hoge toon maakt. Of dat het bromt als het een lage toon maakt. De meeste mensen kunnen een melodie – een serie hogere en lagere tonen na elkaar – zonder moeite nazingen.

Snaarinstrumenten

In allerlei muziekinstrumenten worden snaren gebruikt. Een viool heeft bijvoorbeeld vier snaren, een gitaar heeft er zes en een piano heeft er meer dan tweehonderd. Als je zo’n snaar in trilling brengt, geeft hij een toon. Een toon is een geluid met een bepaalde toonhoogte.

De hoogte van die toon hangt af van drie dingen: de dikte, de lengte en de spanning van de snaar. 

Hoe verander je de toonhoogte?

	Hoge toon	Lage toon
Snaarinstrument	Dunne snaar Korte snaar Strakke snaar	Dikke snaar Lange snaar Losse snaar
Blaasinstrument	Korte luchtkolom Vingergaten open	Lange luchtkolom Vingergaten dicht
Slaginstrument	Strakgespannen vel Korte staaf Dunne staaf	Losgespannen vel Lange staaf Dikke staaf

Een snaarinstrument moet worden gestemd. De snaren krijgen dan de juiste spanning, zodat ze precies de goede toon geven. Om die toon te bepalen wordt vaak een stemvork gebruikt.

8.2 Toonhoogte en Frequentie

Frequentie

Het aantal trillingen per seconde noem je de frequentie van de trilling. Dat komt omdat het woord frequentie betekent hoe vaak iets voorkomt.  De frequentie van een geluid meet je in Hertz.  

Als de frequentie 128 Hz is, bewegen de benen van de stemvork 128 keer per seconde heen en weer. Hoe hoger de frequentie, des te hoger is de toon die je hoort. Een stemvork van 440 Hz geeft een hogere toon dan een stemvork van 128 Hz.

Oscilloscoop

We kunnen geluid zichtbaar maken. Dit doen wij met een oscilloscoop. 

EEN WAT!?

OS-CIL-LO-SCOOP

De microfoon ‘vertaalt’ de geluidstrillingen in elektrische trillingen. De oscilloscoop geeft deze trillingen vervolgens op het scherm weer.

Het scherm van de oscilloscoop

Hier zie je hoe een oscilloscoop drie verschillende tonen afbeeldt. De oscilloscoop is zo afgesteld, dat je steeds het aantal trillingen in 0,01 s te zien krijgt.

De toon op het middelste scherm heeft de meeste trillingen. Dat betekent dat die toon ook de meeste trillingen per seconde heeft, en dus de hoogste frequentie.

Bij lage tonen weinig trillingen

Bij zachte tonen zijn de trillingen "platter"

Bij hoge tonen veel trillingen

Bij harde tonen zijn de trillingen "hoger"

Welke tonen kun jij horen?

Ondergrens

De laagste toon die een mens kan horen is 20 Hz

Bovengrens

De hoogste toon die een mens kan horen is 20.000 Hz

Hoe ouder je wordt, hoe lager de bovengrens.

Het frequentie bereik van het gehoor van de mens ligt tussen 20 en 20000 Hz

Als je ouder wordt, verandert het frequentiebereik van je gehoor. Vooral hoge tonen kun je dan minder goed horen.

Oscilloscoop

Hiermee kun je de frequentie berekenen. (Hertz = Hz). Dus hoeveel trillingen in een seconde. 

Hiermee kun je de trillingstijd berekenen. Hoe lang een trilling duurt. (Seconden = s)

Berekening frequentie

1 trilling is een compleet golfje. Van startpunt naar boven, naar beneden en weer terug bij startpunt. 

Berekening frequentie

De tijd die het geluid erover doet om 1 trilling te laten verstrijken is de trillingstijd. 

frequentie=​trillingstijd​​1​​

Berekening frequentie

1 hokje is 0,1 seconde.

Wat is de trillingstijd? 

Wat is de frequentie?

Een trilling neemt 10 hokjes in beslag. 

1 hokje = 0,1 seconden

10 hokjes is 0,1 x 10 = 1 seconde

1 trilling duurt 1 seconde

De frequentie is 1/trillingstijd. 

De frequentie 1 / 1

De frequentie is 1 Hz. 

Berekening trillinstijd

Trillingstijd is de tijd die nodig is om een trilling te laten verstrijken ( T ). 

Een frequentie van 200 Hz betekent 200 trillingen in 1 seconde. Dus de tijd die één trilling duurt is dan 

De trillingstijd is dan 0,005 s. 

De formule voor trillingstijd is 

​200​​1​​=0,005s

trillingstijd=​frequentie​​1​​

Trillingstijd

Aan het werk! NOVA!

Wat? 8.2 Toonhoogte en frequentie- opdrachten 1 t/m 15.

Waar? In Magister.me in de studiewijzer mens en natuur. 

Klaar? Test jezelf. 

Niet af? Dan is het Huiswerk!!!

Nog tijd voor een quizje?

Wat betekent het woord 'Frequentie'?

Hoe hoger de toon, hoe hoger de ...

1. Geluidssterkte
2. Frequentie
3. Spanning
4. Temperatuur

Wat is de laagste frequentie die de mens kan horen?

1. 2 Hz
2. 20 Hz
3. 200 Hz
4. 20000 Hz

Wat is het gehoorbereik van de mens?

Vul in: Als je ouder wordt, kun je .... tonen steeds slechter horen.

1. harde
2. zachte
3. lage
4. hoge

Hoe noemen we geluid dat wordt teruggekaatst?

1. Sonar
2. Trillingen
3. Echo
4. Frequentie

de eenheid van frequentie is...

1. milliseconde
2. amplitude
3. hertz
4. trillingstijd