Les 8.2 Toonhoogte en frequentie

• Natuurkunde / Scheikunde
• Middelbare school
• vmbo t, mavo, havo
• Leerjaar 2

Les 8.2 Toonhoogte en frequentie

Planning

• Nakijken opgave: 2 t/m 9 (vanaf blz 171)  
• Paragraaf 2 Toonhoogte en frequentie
• Maken opgaven

Nakijken opgave: 2 t/m 9 

(vanaf blz 171)

2

• a) conus
• b) snaren
• c) stembanden

3

• a) Het trommelvlies
• b) De zintuigcellen

4

• a) snaren, vingers
• b) vel, handen
• c) snaren, strijkstok
• d) snaren, hamertjes

5

• Er is steeds minder tussenstof, en dat is nodig om geluid te horen. 

6

• Door het staal van de rails

7

8

9

9

9

8.2 toonhoogte en frequentie

Snaarinstrumenten

• Wat zijn snaarinstrumenten?
  
• Gitaar, viool, piano, etc.
  
• Snaar in trilling > geeft een toon > geluid in bepaalde toonhoogte
  
• Hoogte van toon hangt af van:
  
• - Hoe dik de snaar is: hoe dikker, hoe lager de toon
  
• - Hoe lang de snaar is: hoe langer, hoe lager de toon
  
• - Hoe strak de snaar is gespannen: hoe lager de spanning, hoe lager de toon

Frequentie

• Stemmen van een snaarinstrument: de juiste toonhoogte geven. 
• Stemmen doe je met een stemvork

• Stemvork aanslaan -> benen trillen

• Geluid meten? -> haakje aan carbon papier.
• Golfspoor

Frequentie

• Frequentie = het aantal trillingen per seconde
• Meten we in Hertz (Hz)

Frequentie

• Frequentie is het zelfde als toonhoogte
• Het aantal trillingen per seconde

Frequentie

• Frequentie: aantal trillingen per seconden
  
• De eenheid van frequentie is hertz (Hz)
  

• Frequentie van 128 Hz -> benen stemvork 128 x per seconde heen en weer.
  

• Hoe hoger de frequentie --> hoe hoger de toon die je hoort
• Stemvork 440 Hz hogere toon dan stemvorm 128 Hz

Geluidstrillingen zichtbaar maken

Met een proefje kun je de trillingen wel zichtbaar maken. 

Zie afbeelding. 

Een trillende stemvork wordt over een glasplaatje getrokken. 

Op het glasplaatje zit roet. 

De stemvork tekent een golvende lijn van trillingen in het roet.

De oscilloscoop

Een oscilloscoop kan geluidstrillingen omzetten in een elektrisch signaal.

Met de oscilloscoop kun je geluid "zichtbaar" maken. 

In plaats van een oscilloscoop kun je een computer gebruiken. 

De oscilloscoop

Hoe meer golven op het scherm, hoe meer trillingen per seconde  (C).

Een brede golf betekent een kleine frequentie (A). 

Bij meer golven in dezelfde tijd worden de golven op het scherm smaller. De frequentie is dan groter. Hoe meer golven op het scherm, hoe hoger de toon van het geluid

De oscilloscoop

• Geluidstrillingen onderzoeken
  
• Microfoon: vertaalt drukverschillen van geluid in elektrische trillingen
  
• Oscilloscoop: geeft trillingen op scherm weer

Oefening 1

• Aantal trillingen?
  
• 4 trillingen 

• Hoeveel is de frequentie in Hz?
  
• 4 Hz

Oefening 2

• Aantal trillingen?
  
• 2 trillingen 

• Hoeveel is de frequentie in Hz?
  
• 1 Hz

Trillingstijd berekenen

• 3 verschillende tonen, de breedte van het scherm is steeds 0,1 s

Trillingstijd rerekenen

• 3 verschillende tonen, de breedte van het scherm is steeds 0,1 s
• Bepaal van de hoge toon de tijd van één trilling.
  
• Op de oscilloscoop zijn 4 trillingen te zien.
  
• De breedte van het scherm is 0,1 s.
• Eén trilling duurt dus 0,1 : 4= 0,025 s.

Welke tonen kun jij horen/maken?

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

Het stembereik van een mens is 50-5000 Hz.

Het frequentiebereik van je gehoor

Frequentiebereik: tonen liggen binnen een bereik welke je kan horen. 

• Mens: 20 – 20.000 Hz 
• Dieren andere frequentiebereik.
  
• Ouder worden --> verandert frequentiebereik. 
  

Frequentie bereik van ons gehoor

Frequentiebereik: 

De frequenties van de geluiden die je kunt horen.

Frequentiebereik

Het gebied tussen de 

20 Hz en 20 000 Hz kunnen mensen wel horen.

De buurman heeft zijn radio hard aan staan.  Jij zit in je kamer in je eigen huis  en hoort het geluid. Door welke tussenstoffen  verplaatst het geluid zich?

Lucht

Muur

Lucht

geluid

trilling

Er zijn veel verschillende soorten snaarinstrumenten. Zo is er naast de normale gitaar ook een altgitaar. Zo'n altgitaar geeft hogere tonen dan een normale gitaar.
Zijn de snaren van een altgitaar dikker of dunner dan die van een normale gitaar?

1. Dikker
2. Dunner

Bekijk de afbeelding met de grafieken van vier soorten geluidstrillingen.

Sleep het juiste geluid naar de juiste trilling. 

 laag geluid

 hoog geluid

 hoog geluid

laag geluid

Op de oscilloscoop is een toon afgebeeld. De tijd van het volledige beeld is 0,02 s.

Bepaal de tijd van één trilling.

1. 0,005 s
2. 0,01 s
3. 0,02 s
4. 0,04 s

Op de oscilloscoop is een toon afgebeeld. De tijd van het volledige beeld is 0,02 s.

Bepaal de tijd van één trilling.

1. 0,01 s
2. 0,02 s
3. 0,005 s
4. 0,0025 s

Marco slaat een stemvork aan. Daarna trekt hij de schrijfstift, die aan één van de beide benen vastzit, over een beroete plaat. Hij krijgt het spoor van de afbeelding.
Hoeveel trillingen zijn er in het golfspoor zichtbaar?

1. 3
2. 6
3. 9
4. 12

Maken: 3 t/m 6a, 7 t/m 10 

(vanaf blz 179)

3

• a) Met de kortste snaar
• b) Met de langste snaar

4

• Als je het limonadeflesje leegdrinkt, wordt de kolom waarin de lucht trilt steeds langer, het geluid wordt dus steeds lager. 

5

• a) de toonhoogte is te hoog: dus losser draaien
• b) de toonhoogte is te laag: dus strakker draaien

6

• De snaren zijn langer en dikker

7

• Mug maakt het hoogste geluid, dus geeft de trillingen per seconde, dus beweegt de vleugels per seconde het vaakst op en neer. 

8

• a) 0,1 : 5 = 0,02s
• b) 0,01 : 4 = 0,0025 s
• c) 0,001 : 10 = 0,0001 s 

9

• a) B: meeste trillingen in 0,01 s
• b) A: minste trillingen per 0,01 s

10

• a) bruinvis & vleermuis
• b) hond
• c) tussen 20 000 en 55 000 
• d) nee, de hond kan lagere tonen horen dan de mens.