Geluidsgolf: verschil tussen versies

Verwijderde inhoud Toegevoegde inhoud
Geen bewerkingssamenvatting
k leestekens, replaced: -19,1 → −19,1 (3) met AWB
Regel 1:
[[Geluid]] plant zich voort in de vorm van '''geluidsgolven'''. De snelheid waarmee dit gebeurt, de [[geluidssnelheid]], hangt af van het medium waarin de geluidsgolf zich voortbeweegt en van factoren als temperatuur, vochtigheidsgraad en bewegingstoestand van het medium, zoals bij eventuele tegenwind.
 
Een geluidsgolf wordt onder meer gekenmerkt door zijn trillingsgetal of [[frequentie]]. Hoe hoger de frequentie, dus hoe meer [[Golf (natuurkunde)|golven]] per tijdseenheid en per lengte-eenheid, hoe hoger de waargenomen toon. Voor mensen hoorbare frequenties liggen tussen de 20 en 20.000 [[Hertz (eenheid)|Hz]]. Hogere frequenties (dus kortere golven) tot 800  MHz noemt men [[ultrasone trillingen]]. Nog hogere frequenties worden [[hypersone trillingen]] genoemd.
 
Geluidsgolven kunnen zich bij grote druk ophopen, ze kunnen zich rond een obstakel buigen, tegen een vaste wand teruggekaatst worden en bij overgang naar een ander medium afgebogen worden.
Regel 7:
Langegolfgeluid (lage tonen) reist het verst, doordat kleine voorwerpen de basisstructuur van de golven niet aantasten. Om die reden heeft bijvoorbeeld de [[misthoorn]] van een schip zo'n lage toon: hij moet zo ver mogelijk dragen. Het nadeel van lage tonen is echter wel, dat zij door een plat oppervlak minder goed worden [[Echo (geluid)|gereflecteerd]] dan hoge tonen met hun korte golfjes; deze laatste ketsen sneller af. Op dit effect zijn [[sonar]]peilingen gebaseerd. Wanneer de korte geluidsgolfjes afketsen op een voorwerp hoort men een hoge 'ping'toon. De frequentie hiervan valt binnen het kader van de ultrasone geluiden.
 
Geluidsgolven zetten de lucht of het medium waardoor het geluid zich voortplant, in beweging. Een saillant voorbeeld daarvan was het effect van de reuzendrum bij een Londens instrumentmakersbedrijf. Die bracht zulke lange geluidsgolven voort, minder dan 20Hz20 Hz, dus voor het menselijk oor niet waarneembaar. Maar wanneer de drum geslagen werd, hoorde men alleen een zachte, droge klap van het contact van slagbol met de drum, maar zag men wel de kleding van de omstanders flapperen.
 
Er zijn dieren, zoals [[olifanten]], die van deze, voor ons onhoorbare geluiden gebruikmaken om over grote afstanden met elkaar te communiceren.
 
==Formules==
Het eenvoudigste voorbeeld van een geluidgolf is een continue [[Toon_Toon (geluid)|toon]] van één frequentie (een zuivere toon, een toon zonder [[Boventoon|boventonen]]) met een vlak [[golffront]]. Binnen een klein gebied in verhouding tot de afstand tot de geluidsbron geldt dit bij benadering ook in het geval van een puntbron.
 
De [[geluidsdruk]] is dan:
Regel 21:
*f is de [[frequentie]]
*c is de [[geluidssnelheid]]
*A is de amplitude van de [[drukgolf]]
 
Bij benadering geldt eenzelfde formule, zonder faseverschil, voor de [[deeltjessnelheid]] van de geluidsgerelateerde luchtbeweging als functie van plaats en tijd. Als de druk op de ene positie groter is dan op de andere veroorzaakt dat een luchtstroom, en als op een bepaalde positie meer lucht in- dan uitstroomt wordt de druk daar groter.
 
Een [[effectieve waarde]] (RMS) van de geluidsdruk van 20 μPa komt neer op exact 0 dBspl, en een RMS geluidsdruk van 200 Pa op exact 140 dBspl; dB ([[Decibel (eenheid)|decibel]]) is een algemeen begrip dat verschillende referentiewaarden kan hanteren; spl staat voor ''sound pressure level''; in plaats van dBspl wordt ook wel geschreven dB(SPL). Bij 1000  Hz is dit ook exact 0 en 140 [[dB(A)]], bij 100  Hz is dit in dB(A) 19,1 minder (zie de [[Wegingscurves A en C|wegingstabel]]), dus -19−19,1 en 120,9  dB(A).
 
De verhouding van de amplitude van de geluidsdruk en de amplitude van de stroomsnelheid heet de karakteristieke [[akoestische impedantie]] Z van het medium. Deze is gelijk aan het product van [[Dichtheid (natuurkunde)|dichtheid]] en geluidssnelheid, die beide onder meer van de temperatuur afhangen. Van lucht is Z onder normale omstandigheden ongeveer 400 &nbsp;kg·s<sup>-1−1</sup>·m<sup>-2−2</sup> = 400 N·s·m<sup>−3</sup> = 400 Pa / (m/s). Bij een RMS geluidsdruk van 20 μPa is de RMS snelheid dus ongeveer 50 &nbsp;nm/s, bij een rms geluidsdruk van 200 Pa ongeveer 50 &nbsp;cm/s.
 
De [[geluidsintensiteit]] ''J'' is het product van beide RMS-waarden, in de voorbeelden ongeveer 1 pW/m² en 100 W/m².