Geluid

Geluid bestaat uit trillingen. Die trillingen komen vanaf de geluidsbron via tussenstof bij de ontvanger (bijvoorbeeld een oor of microfoon). Alles wat geluid produceert is dus een geluidsbron.

Tussenstof is de stof die de trillingen overbrengen van geluidsbron naar ontvanger. Tussenstoffen zijn bijvoorbeeld lucht, water, staal, kruk etc. Een ander woord voor tussenstof is medium.

De geluidssnelheid is hoelang het duurt voor een trilling om een bepaalde afstand af te leggen. Per stof verschilt de geluidssnelheid. De geluidssnelheid van lucht is 343 m/s.

De formule om uit te rekenen welke afstand geluid aflegt in een bepaalde tijd is:

\[s = v \cdot t\]

s = afstand in m
v = (geluids)snelheid in m/s
t = tijd in s

Een snaarinstrument maakt geluid door een snaar te laten trillen. De hoogte van zo’n toon hangt af van een aantal factoren:

Als de spanning niet goed is kan je die veranderen. Dit heet stemmen.

De frequentie is het aantal trillingen per seconden. Frequentie is gemeten in hertz (Hz). Een hogere toon is een hogere frequentie.

1 hele geluidsgolf = 1 trilling

Trillingstijd is hoelang het duurt om 1 golf te maken. Een microfoon vertaalt de trillingen van geluid in elektrische signalen. Een oscilloscoop laat die vervolgens op het scherm zien.

Op een oscilloscoop zie je een assenstelsel met op de x-as de tijd. Je kan met een knop op de oscilloscoop de schaal instellen. Dat heet de tijdbasis kiezen.

Formules om te rekenen met trillingstijd:

\[\text{frequentie} = \frac{1}{\text{trillingstijd}}\]

\[\text{trillingstijd} = \frac{1}{\text{frequentie}}\]

Het frequentiebereik bepaalt wat je wel en niet hoort. Als het heel groot is kan je hele lage en hele hoge tonen horen. Als het klein is kan je alleen de middentonen horen. Het frequentiebereik van een mens is tussen de 20 en 20.000 Hz.

De geluidssterkte geeft aan hoe hard of zacht een geluid is. De amplitude is het verschil tussen de trillingen in hun uiterste stand en het midden. Als de amplitude groot is, is het geluid harder is, en als de amplitude klein is, is het geluid zacht. Als de amplitude 0 is, is er dus geen geluid. De amplitude is dus de maximale uitwijking van de golfbeweging.

Je meet geluidssterkte in decibel (dB). Het apparaat waarmee je geluidssterkte in decibel meet heet daarom een decibelmeter.

0 dB betekent niet dat er geen geluid is, maar wel dat je het bijna niet kan horen.

Als je verder weg van de geluidsbron staat, is het geluid zachter.

Je zou denken dat als je het aantal geluidsbronnen verdubbeld, de geluidssterkte ook verdubbelt. Maar dat is niet zo. Het zit wel zo:

\[\text{2 \cdot \text{aantal bronnen} \implies + 3 \text{dB}\]

Deze regel werkt alleen als de bronnen (ongeveer) evenveel geluid maken, en je op (ongeveer) dezelfde afstand van alle bronnen staat.

Onze oren horen niet alles. Het punt dat je een geluid begint te horen heet de gehoordrempel. De gehoordrempel verschilt per frequentie. Ook de pijngrens (het moment dat je oren pijn beginnen te doen) verschilt per frequentie.

Een decibelmeter heeft een speciale A-filter om onze oren na te bootsen. Daardoor klinken de hele hoge en lage tonen voor de decibelmeter net als voor ons zachter dan dat ze werkelijk zijn. Daarom wordt voor metingen over geluidsoverlast altijd de dB(A)-schaal gebruikt.

Of geluid je gehoor beschadigd hangt van 2 factoren af: de geluidssterkte en hoelang je aan het geluid wordt blootgesteld. Hoe hoger de geluidssterkte, hoe korter je eraan blootgesteld mag worden.

Tinnitus is een aandoening waarbij je geluiden hoort die er niet zijn in je omgeving: ruisen, fluiten, rinkelen, suizen, brommen, piepen enz.

Hinderlijk geluid is geluid wat wel vervelend is, maar niet slecht voor je gehoor. Voorbeelden hiervan zijn een huilende baby, timmeren, een koffiezetapparaat.

Er zijn verschillenden manieren om geluidshinder van het verkeer te bestrijden:

Bij de bron

Tussen bron en ontvanger

Bij de ontvanger

Geluidswallen absorberen het geluid. Dat betekent dat het geluid wel een stukje door de wal dringt, maar dan wegsterft. Hierdoor hoor je het achter de wal niet meer.

Geluidsschermen doen iets anders: ze bouncen het geluid terug. Dit heet terugkaatsen. Dit wordt gedaan met een hard glad oppervlak. Meestal worden geluidsschermen gebouwd als er niet genoeg plaats is voor een geluidswal.

Geluidsisolatie is het isoleren van een gebouw zodat er zo min mogelijk geluid naar binnen dringt. Je gebruikt isolatiemateriaal zoals glaswol om het geluid te absoberen.

Een andere manier om geluid te blokkeren zijn oordopjes, oorkappen of koptelefoons met noice cancelation software. Die noice cancelation software genereerd een toon die precies tegenovergesteld is van wat er binnenkomt, en die tonen heffen elkaar dan op.

Oordoppen en oorkappen zijn verplicht op werkplekken waar het geluidsniveau hoger is dan 85dB(A).