1 M 1 w sn

BASISSTOF Hoofdstuk 8 Geluid

1

126 -

Cieluid maken en horen

Edwin heeft zijn eigen stem opgenomen. Als hij het bandje afspeelt, merkt hij dat zijn stem heel anders klinkt dan hij gewend is. Weet jij hoe dat komt?

Geluidsbronnen In de natuur kom je allerlei geluiden tegen. Denk maar eens aan het rom­melen van de donder, het ruisen van de zee en aan dierengeluiden. Ook mensen veroorzaken geluid. Ze praten , maken muziek en steken vuurwerk af. Het zijn allemaal voorbeelden van geluidsbronnen. Muziekinstrumenten en luidsprekers zijn door mensen gemaakte geluidsbronnen. Je stem is een belangrijke natuurlijke geluidsbron waarmee je kunt communiceren (afbeel­ding 1).

Geluid ontstaat door de trillingen in een geluidsbron : - Bij je stem zijn het de stembanden die trillen .

afbeelding 1 .À. - Bij een luidspreker is het de conus die trilt. aa nprijzende commu nicatie - Bij een gitaa r zijn het de snaren die trillen.

afbeelding 2 lll­drukveranderingen bij een luidspreker:

va n bron naar ontvanger

Van geluidsbron naar je oren Een Luidspreker maakt van een elektrisch signaal een geluidssignaal. In afbeelding 2 is getekend hoe het geluid van een luidspreker zich verspreidt. De conus van de luidspreker beweegt snel heen en weer. Daardoor wordt de lucht rond de conus afwisselend iets samengeperst (waardoor de luchtdruk stijgt) en iets 'verdund' (waardoor de luchtdruk daalt). Deze drukveranderin­gen bewegen in alle richtingen bij de luidspreker vandaan.

bron (luidspeker)

tussen stof (lucht)

ontvanger (oor)

Je kunt een geluid alleen ho ren als er een tussenstof (medium) is. Dit is een stof waardoor de trillingen zich kunnen verplaatsen van de geluidsbron naar je oren. De meeste geluiden bereiken je oren via de lucht. Maar geluid kan zi ch ook verplaatsen door een vloeistof of een vaste stof. Het geluid van je stem hoor je bijvoorbeeld niet alleen 'buitenom' (via de lucht) , maa r ook 'binnen­door' (via je schedel) . Daardoor klinkt je eigen stem op een bandje anders dan je gewend bent. Geluid heeft tijd nodig om zich door een stof te verplaatsen. Hoe snel het geluid zich verplaatst , verschilt van stof tot stof. In lucht is de geluidssnel­heid ongeveer 340 meter per seconde.

Rekenen met de geluidssnelheid

Geluid heeft tijd nodig om een bepaalde afstand af te leggen. Als je die tijd kent, kun je uitrekenen hoe ver de geluidsbron bij je vandaan was. Dat doe je met de formule:

afstand = (geluids)snelheid x tijd

of in symbolen:

S = V · t

Als je de geluidssnelheid v invult in meter per seconde en de tijd tin seconde, vind je de afstand sin meter. In tabel 1 kun je zien hoe groot de geluidssnelheid in verschillende stoffen is.

Voorbeeld Inge ziet in de verte de bli ksem inslaan. Ze telt drie seconden voor ze de donder hoort. Hoe groot is de afstand van Inge tot de blikseminslag?

De afstand tot de blikseminslag is: S = V · t s = 340 x 3 = 1020 m "" 1 km

Bij de berekening mag je de tijd die het licht van de flits nodig heeft om bij je ogen te komen, verwaarlozen. De lichtsnelheid is namelijk heel groot.

Geluid horen

In afbeelding 3 is het inwendige van een oor getekend. Als de geluidstril­lingen het oor bereiken, zal het trommelvlies mee gaan trillen. - Het trommelvlies beweegt naar buiten als de luchtdruk bij A lager wordt. - Het trommelvlies beweegt naar binnen als de luchtdruk bij A hoger

wordt.

Op die manier trilt het trommelvlies mee met de veranderingen in de luchtdruk.

BASISSTOF Hoofdstuk 8 Geluid

T tabel 1 de geluidssnelheid in vaste stoffen, vloeist offe n en gassen

stof geluidssnelheid (km/s)

vaste stof

been ( massief) 3,0

been (poreus) 2,6

beton 4,3

glas 4,0 - 4,5

ijs 3,3

kurk 0,5

rubber 0,05

staal 5, 1

vloeistof

alcohol 1,17

water (0 °() 1,40

water (20 °() 1,48

zeewater 1,51

gas

helium 0,965

koo lstofdioxide 0,259

lucht (0 ° C) 0,332

lucht (20 ° ( ) 0,343

& afbeelding 3 het inwendige van je oor

127 -

BASISSTOF Hoofdstuk 8 Geluid

Extra De stem

De gehoorbeentjes brengen de trillende beweging van het trommelvlies over op de vloeistof in het slakkenhuis. Daarbij wordt het geluid versterkt. In het slakkenhuis worden de trillingen door de gehoorcellen 'vertaald' in elektri­sche signalen . Deze signalen worden via de gehoorzenuw doorgegeven naar de hersenen. Pas als je hersenen die signalen ontvangen, word je je van het geluid bewust: je hoort het geluid.

~ Maak nu de opgaven in je werkboek .

•

Ons 'spraakorgaan' bestaat uit de stembanden (de tril­lingsbron) en holten waarin het stemgeluid wordt ver­sterkt ( afbeelding 4). Als je spreekt, persen je longen lucht door de stemspleet: een smalle opening tussen je stembanden (afbeelding 5). Hierdoor beginnen je stembanden te trillen.

len. Door de vorm van je mondholte te veranderen kun je het geluid van je stembanden vervormen. Zo kun je verschillende klanken maken. Maak bijvoorbeeld eerst een lange a-klank ('aa') en dan een lange o-klank ('oo') . Je voelt de vorm van je mondholte dan veran­deren. Je kunt trouwens ook klanken maken zonder je stembanden te gebruiken. Dat doe je bijvoorbeeld als je een 's' of een 't' maakt.

Met spiertjes kun je de spanning van je stembanden veranderen. Zo kun je de toonhoogte van je stem rege-

& afbeelding 4 je spraakorgaan

128 -

& afbeelding 5 Zo werken je stembanden .

BASISSTOF Hoofdstuk 8 Geluid

2 Toonhoogte en frequentie

Ilse stemt haar gitaar door een stemvork te gebruiken. Ze slaat de stemvork aan en zet hem op de klankkast. Deze versterkt dan het geluid. Weet jij welke snaar dezelfde toon geeft als haar stemvork?

Snaarinstrumenten Snaren worden gebruikt in allerlei muziekinstrumenten. Een viool heeft bijvoorbeeld vier snaren, een gitaar heeft er zes (afbeelding 6) en een piano zelfs meer dan honderd. Als je een snaar laat trillen , geeft hij een bepaalde toon. De hoogte van die toon hangt af van: - de dikte van de snaar: hoe dikker de snaar, des te lager de toon; - de lengte van de snaar: hoe langer de snaar, des te lager de toon; - de spanning van de snaar: hoe lager de spanning, des te lager de toon.

Een snaarinstrument wordt gestemd door de snaren de juiste spanning te geven. Voor het bepalen van de juiste toonhoogte kun je een stemvork gebruiken. .à afbeelding 6

Frequentie Een gitarist verandert de too nhoogte doo r de snaarlengte te veranderen.

Als je een stemvork aanslaat, beginnen de benen van de stemvork te trillen (afbeelding 7). Het aantal trillingen per seconde wordt de frequentie (f) van de trilling genoemd. De frequentie wordt gemeten in hertz (Hz) . Een door muzikanten veel gebruikte stemvork heeft een frequentie van 440 Hz. De benen van de stemvork bewegen dus 440 keer per seconde heen en weer als je hem aanslaat. De op een na laagste snaar van een gitaar geeft, als hij goed gestemd is, een toon met een frequentie van 440 Hz. De toonhoogte van een geluid wordt bepaald door de frequentie van de trilling. Hoe hoger die frequentie, des te hoger de toon die je hoort. Een stemvork van 440 Hz geeft bijvoorbeeld een hogere toon dan een stemvork van 128 Hz.

• afbeelding 7 De trille nde stemvork brengt het water flin k in beweging.

129 -

BASISSTOF Hoofdstuk 8 Geluid

130 -

afbeelding 8 Ä het golfspoor van een trillende stemvork

op een beroete plaat

afbeelding 9 ~ het geluid van een stemvork op een

oscilloscoopscherm

-Frequentie en trillingstijd

De benen van een trillende stemvork bewegen om een evenwichtsstand heen en weer. Dat kun je zichtbaar maken met een stemvork waaraan een stift bevestigd is. Sla de stemvork aan en trek de stift over een beroete glasplaat. Je ziet dan een golfspoor ontstaan. In afbeelding 8 zie je een stukje van zo'n golfspoor. Tussen A en B heeft de schrijfstift één volledige trilling uitgevoerd. De tijd die voor één trilling nodig is, wordt de trillings­tijd (T) genoemd. Als de frequentie van de trilling 80 Hz is, maakt de stemvork 80 trillingen per seconde. Eén trilling duurt dan 1/ 80 seconde. Met andere woorden:

1 trillingstijd = - ---

frequentie

Of in symbolen:

1 T=--

f

Voor de frequentie (!) geldt dus:

1 f= -

T

De oscilloscoop

Met de opstelling in afbeelding 9 kun je geluidstrillingen onderzoeken . De opstelling bestaat uit een oscilloscoop, waarop een microfoon is aangeslo­ten. De microfoon zet de drukverschillen van het geluid om in elektrische trillingen. De oscilloscoop geeft deze trillingen vervolgens op het scherm weer. In afbeelding 9 zie je hoe het geluid van een stemvork wordt weerge­geven. Dit komt overeen met het golfspoor op de beroete plaat van afbeel­ding 8.

BASISSTOF Hoofdstuk 8 Geluid -Het frequentiebereik van je gehoor Geluid met een heel hoge of een heel lage frequentie kun je niet horen. De meeste mensen van jouw leeftijd kunnen tonen horen tussen 20 Hz en 20 000 Hz. Deze tonen liggen binnen het frequentiebereik van je gehoor (afbeelding 10). Als je ouder wordt, wordt het frequentiebereik van je gehoor kleiner. Vooral hoge tonen kun je dan minder goed horen. Je gehoor kan ook slechter wor­den door te lang naar te hard geluid te luisteren. Daarover lees je meer in paragraaf 4. Met een toongenerator kun je de frequentie van een toon zelf instellen. Als je een luidspreker of koptelefoon op de toongenerator aan­sluit, kun je het frequentiebereik van je gehoor bepalen.

1 1

k1okodil 1

1 1 1 1

b uinvis 1

vle frmuis i 1 1 1 1

1

1 1 1 1

roe dborsl ·e 1 1

1 1 1 1 1 1

h nd l 1 1 1 1 1 1 1

mens 1

10 20 50 100 200 500 1000 2000 5000 10 000 20 000 50 000 200 000 ---> frequentie (Hz)

IJ Maak nu de opgaven in je werkboek.

• Extra Ultrasoon en infrasoon geluid

-<1111 afbeelding 10 Het frequentiebereik va n het gehoor van de mens en enkele dieren.

Vleermuizen sporen op deze manier insecten op (afbeelding 11) . In ziekenhuizen wordt ultrasoon geluid gebruikt om echo's te maken.

Tonen zijn soms flink hoger dan 20 000 Hz. Geluid met een frequentie hoger dan 20 000 Hz wordt ultrasoon geluid genoemd. Mensen kunnen dit geluid niet horen, maar sommige diersoorten wel. Honden horen een ultrasone fluittoon van 35 000 Hz bijvoorbeeld zonder moeite. Vleermuizen en dolfijnen maken regelmatig ultrasone geluiden. Door te luisteren naar de echo's van deze geluiden kunnen ze hun omgeving waarne­men.

Geluid met een lagere frequentie dan 20 Hz wordt infrasoon geluid genoemd. Het is geluid dat je niet kunt horen, maar wel kunt voelen als het hard genoeg is. Olifanten kunnen door middel van infrasoon geluid over grote afstanden met elkaar communiceren.

-<1111 afbeelding 11 de vleermuis op jacht

131 -

BASISSTOF Hoofdstuk 8 Geluid

3 Geluidssterkte

De politie onderzoekt regelmatig of scooters niet te veel Lawaai maken. Hoe wordt zo'n onderzoek uitgevoerd?

afbeelding 12 .À

De bovenste toon klin kt luider dan de onderste.

De amplitude van een trilling

Hoe harder je een stemvork aanslaat, des te heviger zullen de benen van de stemvork gaan trillen. De drukverschillen in de omringende lucht worden dan ook groter. Dat kun je zien op het scherm van een oscilloscoop. Bekijk de twee foto's in afbeelding 12 maar eens: op de bovenste foto is een luide toon te zien, op de onderste een zachte toon. Als de maximale uitwijking of amplitude van een trilling groter wordt, neemt de geluidssterkte toe.

De decibelschaal

Hoe sterk een geluid is, kun je weergeven op de decibelschaal. In tabel 2 zie je hoe groot de geluidssterkte in verschillende situaties is. De een­heid van geluidssterkte is de decibel (dB) (afbeelding 13). Het apparaat waarmee je de geluidssterkte meet, heet een geluidssterktemeter, meestal decibelmeter genoemd.

Met een decibelmeter kun je nagaan hoeveel geluid een scooter maakt. De geluidssterkte moet daarbij op een vaste afstand van de uitlaat worden gemeten . Dat is nodig omdat de geluidssterkte afhangt van de afstand tot de geluidsbron: op twintig centimeter van de uitlaat meet je een grotere geluidssterkte dan op tachtig centimeter.

T tabel 2 de geluidssterkte in verschillende situaties

voorbeeld

pijngrens: straalmotor op 25 m

startend straalvliegtuig op 50 m

toeterende auto op 2 m

betonboor op 1 m

helikopter op 30 m

passerende trein op 25 m

passerende bromfiets op 7,5 m

stofzuiger op 1 m

132 -

geluidssterkte in dB

140

130

120

110

100

90

80

70

voorbeeld geluidssterkte in dB

klas aan het werk 60

woonstraat overdag 50

koelkast op 1 m 40

fluisterende leerling 30

ruisende bladeren 20

ademende leerling 10

gehoordrempel 0

Een geluidssterkte van O dB betekent niet dat er geen geluid is. Het geluid is echter zo zwak dat je het net niet kunt horen .

De dB{A)-schaal Onze oren zijn niet voor alle frequenties even gevoelig. Dat blijkt uit de grafiek van afbeelding 14. In deze grafiek is de gehoordrempel ingetekend. Dit is de geluidssterkte waarbij je het geluid net begint te horen. Je ziet dat deze gehoordrempel niet voor alle frequenties gelij k is aan O dB. Uit de grafiek blijkt dat je gehoor het gevoeligst is voor de tonen in het midden van je frequentiebereik. Voor lage en erg hoge tonen is je gehoor lang zo gevoelig niet. Deze tonen lijken daardoor minder sterk dan ze in werkelijk­heid zijn. Ook de pijngrens ligt niet voor alle frequenties even hoog. De pijngrens is de geluidssterkte waarbij je oren pijn beginnen te doen.

De meeste decibelmeters hebben een A-filter. Dit filter maakt de meter min­der gevoelig voor lage en erg hoge frequenties. De meter kan op die manier de geluidssterkte nabootsen die we met onze oren waarnemen. Als je het A-filter gebruikt, moet je de geluidssterkte opgeven in dB(A). Bij tonen van 500 tot 10 000 Hz verschillen de dB(A)-schaal en de dB-schaal nauwelijks van elkaar. Maar bij lage en heel hoge tonen is de geluidssterkte in dB(A) lager dan de geluidssterkte in dB. Bij metingen om geluidshinder vast te stellen wordt altijd de dB(A)-schaal gebruikt.

Rekenen met decibellen

Met de decibelschaal is iets bijzonders aan de hand. Dat merk je als je de geluidssterkte in het muzieklokaal meet. Als één leerling zingt, schom­melt de geluidssterkte rond 55 dB. Maar als er 32 leerlingen tegelij k zin­gen, wordt de gemiddelde geluidssterkte in dB niet 32 x zo groot. Je meet 'slechts' een geluidssterkte van gemiddeld 70 dB. Als het aantal geluidsbronnen wordt verdubbeld, wordt de geluidssterkte dus niet 2 x zo groot. Hoe groot de geluidssterkte wel wordt, kun je berekenen met de volgende rekenregel:

Als het aantal geluidsbronnen 2 x zo groot wordt, neemt de geluidssterkte met 3 dB toe.

co 140 :::, ., :g 120

~ ~ 100 :::,

QJ 0,

Î 80

60

40

20

0

-- pijngrens __, ~-- V

' '\.

'\. "', gehoordrempel

' ' î ........._ / ....__ V

20 50 100 200 500 1000 2000 5000 10 000 20 000

----> frequentie (Hz )

BASISSTOF Hoofdstuk 8 Geluid

.À. afbeelding 13 De ee nheid van geluidssterkte, de bel, is genoemd naar Alexa nder Graham Bell (1847-1922), de uitvinder van de telefoon . Het voo rvoegsel deci betekent ee ntiende.

..,.. afbeelding 14 de pijngrens en de gehoordrempel

133 -

BASISSTOF Hoofdstuk 8 Geluid

1 violist: 70 dB 2 violisten: 73 dB 4 violisten: 76 dB 8 violisten: 79 dB

afbeelding 15 À

een bosje violen Je kunt deze regel alleen gebruiken als alle geluidsbronnen ( ongeveer) even veel geluid maken en op (ongeveer) dezelfde afstand staan.

Voorbeeld Op tien meter afstand van een concertpodium wordt de geluidssterkte ge­meten (afbeelding 15). Als er één violist speelt, is de geluidssterkte 70 dB. Welke geluidssterkte wordt gemeten als er een groep van acht violisten aan het spelen is?

Het aantal decibellen is bij: - één violist: 70 dB - vier violisten: 76 dB - twee violisten: 73 dB - acht violisten: 79 dB

Dus bij acht violisten wordt een geluidssterkte gemeten van 79 dB.

~ Maak nu de opgaven in je werkboek .

• Extra Het audiogram

Als een arts vermoedt dat je gehoor beschadigd is, kan deze van beide oren een audiogram laten maken. Op een audiogram kun je zien hoeveel je gehoordrempel afwijkt van de normale waarde. Het audiogram wordt als volgt gemaakt (zie afbeelding 16). Via een koptelefoon krijg je een toon te horen, bijvoorbeeld van 500 Hz. De geluidssterkte van deze toon wordt steeds met 5 dB verminderd. Je moet dan aangeven wanneer je de toon niet meer hoort. Op die manier wordt je gehoordrempel voor een toon van 500 Hz bepaald. Daarna gebeurt hetzelfde voor een aantal andere frequenties tussen 250 Hz en 8000 Hz. In afbeelding 17 zie je het resultaat van zo'n serie me­tingen in een audiogram weergegeven. Je ziet dat er een gehoorverlies is voor hoge tonen.

134 -

À afbeelding 16 Zo wordt een audiogram gemaakt.

--> frequentie (Hz) 250 500 1000 2000 4000 8000

-- ---, '\

\.

'\ '\

I'\..

À afbeelding 17

0

10 ai' "Cl

20 ~ ..., 30 ~

~ 40 ~

::,

50],

60 t

Dit audiogram toont een gehoorverlies voor hoge to nen.

BASISSTOF Hoofdstuk 8 Geluid -4 Geluidsoverlast

bestrijden

Om geluidsoverlast te bestrijden wordt soms een geluidsscherm geplaatst of worden er bomen geplant. Zou dat inderdaad helpen?

Schadelijke geluidssterkte

Als de geluidssterkte te groot is, kan dat schadelijk zijn voor je gehoor. Dat is zeker het geval als de geluidssterkte groter is dan de pijngrens. Maar ook als je langdurig wordt blootgesteld aan geluid van meer dan 80 dB, kun je al gehoorschade oplopen (afbeelding 18). Schade aan je gehoorcellen is onherstelbaar. Schade aan trommelvlies of gehoorbeentjes kan soms operatief worden hersteld. Een gehoorapparaat kan de gevolgen van de schade gedeeltelijk opheffen.

Hinderlijk geluid

Geluid dat niet schadelijk is, kan wel hinderlijk zijn. Verkeerslawaai en ge­luidsoverlast van buren worden door veel mensen als hinderlijk ervaren. Of je een geluid hinderlijk vindt, hangt vaak van de situatie af. Een feest met je vrienden is niet zo erg. Maar als je buren willen slapen, kan dat geluid voor hen heel hinderlijk zijn (afbeelding 19).

Maatregelen tegen geluidshinder

Auto's en andere vervoermiddelen zorgen voor veel geluidshinder. Denk maar eens aan een vrachtwagen: lawaai ontstaat door de lopende motor, door de lucht die langs de auto beweegt, door de wielen over het wegdek en door het rem men als hij snelheid mindert. Je kunt op verschillende manieren iets doen tegen geluidshinder van het verkeer. Je kunt maatregelen nemen: - bij de bron (afbeelding 20). Snelwegen worden vaak geasfalteerd met

geluidsarm asfalt en er worden geluidsarme motoren ontworpen. Ook worden er geluidswallen en geluidsschermen langs snelwegen aange­bracht;

- tussen de bron en de ontvanger. Langs snelwegen zijn zones aangewezen waarin geen nieuwe huizen mogen worden gebouwd. Deze zones liggen tussen de bron (het verkeer) en de ontvanger (de mensen in de woon­wijken verderop). Buiten deze zones mag de gemiddelde geluidssterkte overdag niet hoger zijn dan 50 dB;

Scholieren maken te veel lawaai Scholieren maken vaak zo veel la­waai dat ze de nieuwe Europese ge­luidsnormen voor werknemers dicht benaderen. Als ze nog harder door elkaar gaan praten, moeten scholen maatregelen nemen om de docenten te beschermen tegen gehoorbescha­diging, zoals het veranderen van de akoestiek van de klassen. Ook barmannen en peuterjuffen moe­ten door hun werkgever worden be­schermd tegen een geluidsniveau van meer dan 87 dB (gewogen ge­middelde over de hele dag).

Uit: De Gelder lander.

A afbeelding 18 lawaai van scholieren

A afbeelding 19 een swingend feestje, maar denk aan de buren ...

135 -

BASISSTOF Hoofdstuk 8 Geluid

afbeelding 20 Á

geen walkman aan in de bus

afbeelding 21 Á

- bij de ontvanger. Huizen die te dicht bij een snelweg staan, worden extra goed geïsoleerd. Er kan dan veel minder geluid de huizen binnenkomen.

Geluidsisolatie Geluidshinder wordt vaak bestreden met geluidsisolatie . De isolatie kan worden aangebracht bij de bron van het geluid, bijvoorbeeld in de vorm van een isolerende behuizing rond een machine. De geluidstrillingen worden door de isolatielaag flink afgezwakt. Je kunt een machine ook isoleren door hem op rubberen noppen te zetten. Het rubber dempt de trillingen. De trillingen in de vloer worden daardoor veel zwakker. Isolatie kan ook worden aangebracht bij de ontvanger. Arbeiders die met een lawaaiige machine werken, zijn verplicht oorkappen of oordopjes te dragen (afbeelding 21).

Geluid terugkaatsen

Een dikke aarden wal langs een snelweg kan het verkeerslawaai behoorlijk dempen. Maar soms is er niet voldoende ruimte voor een geluidswal. In dat geval wordt er vaak een geluidsscherm langs de snelweg geplaatst. Het geluid wordt dan teruggekaatst (afbeelding 22).

Oorkappen zijn hier verplicht. Onthoud: - Materiaal dat geluid moet terugkaatsen , is hard en heeft een glad

oppervlak. - Materiaal dat geluid moet absorberen, is zacht en heeft een onregel­

matig oppervlak.

IJ Maak nu de opgaven in je werkboek.

Extra

afbeelding 22 Á

een geluidsscherm

Geluidssterkte en afstand

Een manier om geluidsoverlast van een geluidsbron te verminderen is het vergroten van de afstand tot de bron. Wanneer je de afstand tot een 'puntvormige' geluidsbron - bijvoorbeeld een auto op twintig meter afstand - twee keer zo groot maakt, wordt de geluidssterkte 4 x ( = 22 x) zo klein of 1/ 4 x zo groot. Een verdubbeling van de afstand betekent steeds een afname met 6 dB. Immers: 2 x een halvering van de geluidssterkte betekent 2 x 3 dB minder in geluids­sterkte. Zie ook tabel 3.

136 -

•

T tabel 3 geluidssterkte en afstand

afstand tot auto

20 m

40 m

80 m

160 m

320 m

geluidssterkte auto

70 dB

64 dB

58 dB

52 dB

46 dB

KEUZESTOF Hoofdstuk 8 Geluid -6 Blaasinstrumenten

Freek speelt trombone in het harmonieorkest. Hoe krijgt Freek zo'n variatie aan tonen uit zijn instrument?

afbeelding 23a À

mondstukken van drie blaasinstrumenten: dubbelriet van de hobo (a); enkelriet van de

klarinet (b ); mondstuk dwarsfluit ( c)

138 -

Resonantie

Als je een blaasinstrument bespeelt, blaas je lucht door een spleet of over een scherpe rand (afbeelding 23). Daardoor ontstaan geluidstrillingen met allerlei frequenties. De lucht in de buis van het blaasinstrument gaat mee­trillen met een van die frequenties. Die ene frequentie klinkt dan een stuk harder. Dit verschijnsel wordt resonantie genoemd. Welke frequentie wordt versterkt door de lucht in de buis, hangt af van de lengte van de buis: hoe langer de buis is, des te lager klinkt de versterkte frequentie (en dus de toon die je hoort).

Panfluit en orgel

De eenvoudigste blaasinstrumenten zijn de instrumenten met pijpen van een bepaalde lengte. Zo bestaat de panfluit uit een aantal pijpen van verschillende lengte. Bij elke lengte hoort een toon van de toonladder. De panfluitspeelster maakt een toon door over een van de pijpen te blazen (afbeelding 24).

<1111 afbeelding 24 een panfluitspeelster

Ook een orgel is een voorbeeld van een blaasinstrument met een aantal pijpen van verschillende Lengte. Met het klavier kun je Lucht Laten blazen in de pijpen van je keuze. Orgels kunnen uit wel honderden pijpen bestaan, die samen een frequentiebereik hebben van soms wel Lager dan 20 Hz tot meer dan 20 000 Hz. De Laagste tonen hoor je niet meer: die voel je als een trilling in je maag.

Blokfluit en dwarsfluit

Als je maar één buis hebt, moet je iets verzinnen om de Lengte van de buis op een slimme manier te veranderen. Bij een blokfluit en dwarsfluit veran­der je de buislengte door gaatjes in de buiswand met je vingers te openen of te sluiten.

1

Een fluit met een bepaalde Lengte kan maar een beperkt frequentiegebied weergeven. Daarom worden fluiten gemaakt met verschillende basislengten. De blokfluitfamilie bestaat uit de basfluit, de tenorfluit, de altfluit en de sopraanfluit. In afbeelding 25 zie je een foto van de blokfluitfamilie. In afbeelding 26 is weergegeven welk frequentiebereik ze hebben.

1 ! i 1 ,.,,";, ~ . .,";, t,.:r ·'";, 1

! 1 1

~ &. ~~& $'" !~: "'~ o =oo i[ ~ ~~ ~i ~~ lB r-;-U:, o_"' r-: 0 ,g$; ~00 "!,~ i~ 0 ~ 0

00" 0 .-· V gi ;2~ ~~ ~ 00 ~ ~ gi ~% '° ... ·co ~f::: '° ::!''° g g '$"~ ~ ~ ~S; .. = = m.,.;

Il

81i[gi1ia~!?oo~~~~~ ~ ~ N~i! M ~ ~~~~~i ~g~~~ ~!§~i!!~~§!~~!j~§Ri~

~2'~ ~ '2 ~~ ~~;i:,.~$$'fj!?.gJ~,g E" CJ\0 q~s.;;;~S,Q.~:-~

!~2~f~t~~t ~~mm~~~~'°~ ~ ~ -~ --

A 8 C D E F GA 8 C 0 E FG A 8 co E F GA 8 0 E F G A 8 C D E F GA 8 [ 0 E F G A 8 [ 0 E F G A B C centrale C

Trompet en trombone

De trombone en de trompet behoren tot de koperen blaasinstrumenten. Bij een trombone verander je de buislengte door een buis naar binnen of naar buiten te schuiven (afbeelding 27). Op die manier kun je traploos de toon variëren. Je kunt dan lekker met zo'n instrument 'scheuren'. Een trompet heeft zogenoemde ventielen. In afbeelding 28 zie je een trom­pet met drie ventielen. Met die ventielen kun je de Lengte van de trompet met een bepaalde vaste waarde vergroten.

IJ Maak nu de opgaven in je werkboek.

KEUZESTOF Hoofdstuk 8 Geluid -

A afbeelding 25 de blokfluitfamilie: sopraanfluit, tenorfluit, basfluit en altfluit (van links naar rechts)

.... afbeelding 26 het frequentiebereik van de verschillende fluiten

A afbeelding 27 Zo verander je de buislengte bij een trombone.

.,.. afbeelding 28 een trompet met drie ventielen

139 -