Hoofdstuk 2. Golven

• Natuurkunde
• Middelbare school
• havo, vwo
• Leerjaar 3

Golven 

Hoofdstuk 2

Hoe ontstaan golven?

1) Door verstoringen in de waterspiegel:

• Steen wordt in het water gegooit
• Een eend landt in het water

2) Door de wind, die over het wateroppervlakte blaast:

1. Er komen rimpelingen in het water
   
2. Door de rimpelingen krijgt de wind meet vat op het water.
   
3. De rimpelingen groeien uit tot een grote golf.
   

Water golven

• Watergolven ontstaan doordat moleculen bewegingsenergie doorgeven
• De moleculen zelf verplaatsen niet
  
  
• Alle energie verspreid zich in de kringen
  
• De kringen worden groter
  
• De golven worden kleiner want
  de energie moet zich verdelen

Golfsnelheid

Midden in de zee heeft een golf een snelheid van 11 m/s. Bereken hoe lang deze golf doet over een afstand van 5 km

s = v x t

s        afstand       m

v        snelheid     m/s

t         tijd               s

phet.colorado.edu

Golflengte

De afstand tussen twee toppen van een golf.

Golflengte =  λ

Golflengte is:

1. aantal seconden per trilling
2. aantal trillingen per seconde
3. een heen en weer gaande beweging
4. afstand tussen twee golftoppen

De amplitude van een golf

De hoogte van een golf noem je de amplitude.

De amplitude van een golf is de afstand (in meters) van de top van de golf tot aan de waterspiegel, wanneer die in rust is.

Wat is de amplitude?

1. 0,5 mm
2. 1 mm
3. 2 mm
4. 4 mm

Wat is de golflengte in dit plaatje?

1. 2
2. 4
3. 6
4. 8

Golven:

• 1 punt op het touw trilt op en neer. Hij voert een trilling uit.
  
  
• De trilling wordt doorgegeven aan het volgende punt op het touw. Zo ontstaat een lopende golf.

Frequentie

Frequentie is het aantal trillingen per seconde.

Het symbool voor frequentie is de kleine letter f. 

De frequentie wordt gemeten in hertz (Hz). 

Trillingstijd

Rekenen

• Trillingstijd : hoe lang duurt 1 golf
• Frequentie : hoeveel golven zitten er in 1 seconde

f=​T​​1​​

Staande golf

Een staande golf krijg je wanneer gelijke golven met elkaar interfereren.

Sommige punten blijven helemaal stilstaan 

Dit heb je bijvoorbeeld in een snaar.

Grondtoon en boventoon

• Zijn staande golven
• Lengte van de snaar bepaald
  de golflengte

grondtoon : halve golflengte

1e boventoon : hele golflengte

2e boventoon : 1,5 x golflengte

Alles heeft zijn grondtoon

Het gaat niet altijd goed

2.3 Geluidsgolven

Geluidsgolven zijn verdichtingen en verdunning in de lucht.

• Longitudinale golf
• In een veer kan je ook een longitudinale golf maken.

Geluidsnelheid in lucht

v_geluid = 343 m/s       (20º C, 1 atm.)

Geluidsnelheid

• snelheid = afstand : tijd
  
  
• dus voor een golf

snelheid = golflengte : trillingstijd

of

• snelheid = golflengte x frequentie

v=λ⋅f

v=​t​​s​​

v=​T​​λ​​

2.3 Ultrasoon geluid

Wij horen tussen de 20 en 20.000 hz

Ultrasoon geluid horen wij niet ..... het is te hoog voor ons.

2.4 Elektromagnetische straling

EM-straling

300.000 km/s (299.792.458 m/s)

Het kan door vacuum.

Verschillende soorten,

Gevaarlijk en ongevaarlijk.

- Licht

- UV, Rontgen, gamma

- IR, radio

2.4 Elektromagnetische straling

Polarisatie : zorg dat de golven nog

                         maar in 1 richting gaan.

2.4 Elektromagnetische straling

De lichtsnelheid is de maximum snelheid.

- Je kan de lichtsnelheid niet halen want je massa wordt streeds groter.

- Extra : de tijd gaat ook steeds langzamer lopen.

2.5 Communicatie met de snelheid van het licht.

Geluid gaat niet heel ver.

Radiogolven wel.

Modulatie : stop de geluidsgolven in de radiogolven.

AM : Amplitude Modulatie

Tel de amplitudel bij elkaar op. (amplitude variert / frequentie blijft constant)

FM : Frequentie Modulatie

Tel de frequenties bij elkaar op. (frequentie variert / amplitude blijft constant)

2.5 Communicatie met de snelheid van het licht.

Hoe langer de golflengte :

• hoe verder komt de golf 
• hoe minder last van obstakels zoals gebouwen
• Klein nadeel de zender moet steeds groter om de golf te kunnen maken.