edubun
Nederlands
English한국어EspañolPortuguêsFrançaisDeutschItalianoNederlandsРусскийBahasa Indonesia日本語
Home›Natuurkunde

Golven en geluid

Wat een golf is, hoe golflengte, frequentie en snelheid samenhangen, hoe geluid reist, hoe golven worden opgeteld, waarom snaren en buizen vaste tonen laten horen, en het elektromagnetische spectrum. Je bekijkt in het Golflab touwen, veren, geluid in een buis, golfbakken en staande golven die worden berekend met dezelfde formules als in de lessen.

Voortgang

Over deze cursus

Een golf vervoert energie zonder het materiaal mee te nemen. Bij een touw beweegt een stukje op en neer terwijl de golf naar rechts gaat, loodrecht op de bewegingsrichting. Bij een veer bewegen de windingen juist langs de voortplantingsrichting en vormen ze verdichtingen. Vanuit dat beeld leer je golflengte, frequentie en snelheid, verbonden door v = fλ. In het golflab loopt een golf over een touw van 6 m. Verdubbel je f, dan moet de golflengte halveren om de snelheid gelijk te houden.

De zes hoofdstukken behandelen golven, golflengte, frequentie en snelheid, geluid, interferentie en diffractie, staande golven en muziekinstrumenten, en het elektromagnetisch spectrum. Geluid gaat sneller door vloeistoffen en vaste stoffen dan door lucht omdat die veel moeilijker samendrukbaar zijn. Klap voor een rotswand en hoor de echo 2.0 s later. Met een geluidssnelheid van 343 m/s kun je de afstand berekenen. Ruisonderdrukkende hoofdtelefoons luisteren naar binnenkomend geluid en spelen een golf met omgekeerde toppen en dalen. Volgens OpenStax 27.3 leidde Youngs dubbelspleetproef uit 1801 tot aanvaarding van het golfkarakter van licht. Het lab tekent touwen, veren, geluid in een buis, golfbakken en staande golven met dezelfde formules als in de lessen.

In het laatste hoofdstuk geef je het spectrum getallen. Een magnetron werkt bij 2.45 GHz, met golven van ongeveer 12 cm. Rood laserlicht bij 633 nm heeft een ongeveer 190 000 keer kortere golflengte. Een hogere frequentie betekent meer energie per foton, maar de doordringing hangt af van het materiaal en de golflengte. Röntgenstralen kunnen door zacht weefsel gaan; door de huid geabsorbeerde UV-straling kan haar beschadigen.

Voor je begint

Het grootste deel van deze cursus draait om één verband: snelheid is frequentie maal golflengte. Kun je een eenvoudige formule herschrijven, zoals je oefent in Lineaire vergelijkingen, dan ben je klaar om te beginnen. In het laatste hoofdstuk gebruik je machten van tien voor radio- en lichtgolven. Het is dus nuttig de wetenschappelijke notatie kort te herhalen.

Als je klaar bent

Je kunt na afloop amplitude, periode en golfsnelheid uit een schets aflezen, uit de tijd tot de donder schatten hoe ver weg de bliksem insloeg en uitleggen waarom astronauten een schreeuw in de ruimte niet kunnen horen. Je kunt ook voorspellen wat er gebeurt als een golftop een golfdal ontmoet, de golflengte van een FM-signaal van 100 MHz berekenen en vertellen waarom een buis of snaar op bepaalde noten klinkt.

  1. 1Wat is een golf?Ver uit de kust beweegt een meeuw op en neer bij elke passerende golf, maar hij reist niet met de golf mee.
  2. 2Golflengte, frequentie en snelheidGolfbergen op zee die 10 m uit elkaar liggen en een meeuw elke 5 s optillen, bewegen met 2 m/s.
  3. 3GeluidIn lucht van 20 °C legt geluid elke seconde ongeveer 343 meter af. Als je de donder 3 seconden na een bliksemflits hoort, was de bliksem dus ongeveer 1 km ver weg.
  4. 4Interferentie en buigingRuisonderdrukkende koptelefoons maken een tweede geluid dat precies tegengesteld is aan het omgevingsgeluid. Wanneer beide geluiden worden opgeteld, ontstaat er bijna stilte.
  5. 5Staande golven en muziekinstrumentenEen buis die aan één kant gesloten is en 67.2 cm lang is, geeft bij 22 °C een toon van 128 Hz. Dat is iets lager dan de C onder de middelste C (130.8 Hz).
  6. 6Het elektromagnetische spectrumEen magnetron werkt op 2.45 GHz. De golven zijn daardoor ongeveer 12 cm lang. Rood laserlicht heeft een golflengte van 633 nm en is daarmee ongeveer 190 000 keer korter.

Verwante cursussen

  • Beweging
    Positie, baanafstand, snelheid en versnelling, daarna vallende en vliegende voorwerpen. Het bewegingslab lanceert een bal op Aarde, Maan of Mars en berekent voor je ogen tijd, hoogte en bereik.
  • Krachten
    Duwen, trekken, wrijving en zwaartekracht, en de drie wetten waarmee Newton kracht aan beweging koppelde. Laat in de bewegingssimulatie een slinger op de Aarde, de Maan of Mars bewegen en vergelijk de gemeten tijd met de formule.
  • Energie
    Arbeid, kinetische energie, potentiële energie, energiebehoud en vermogen, met uitgewerkte berekeningen. Het energielab laat een achtbaan rijden met energiebalken en een wrijvingsschuif. Je kunt er ook een last duwen of optillen om de arbeid en het vermogen te bekijken.
  • Licht
    Schaduwen en rechtlijnige lichtvoortplanting, spiegels, breking en totale terugkaatsing, lenzen en het oog, kleur en prisma's, en de lange zoektocht naar een meting van de lichtsnelheid. Je volgt in het Golflab lichtstralen door glas, water en lenzen met de wet van Snellius en de dunne-lensformule.
Bronnen van deze cursus (11)
  • OpenStax College Physics 2e (openstax.org/books/college-physics-2e): 16.9 Waves (disturbance that propagates, gull example λ 10.0 m, T 5.00 s, v = 2.00 m/s, transverse and longitudinal, amplitude independent of speed)
  • 16.10 Superposition and Interference (constructive, destructive, standing waves, f1 = v/2L, beats fB = |f1 − f2|, 256 Hz fork with 2 beats -> 254 or 258 Hz)
  • 17.2 Speed of Sound (Table 17.1: air 331 m/s at 0 °C, helium 965, fresh water 1480, sea water 1540, steel 5960, vulcanized rubber 54; v = 331 m/s × √(T/273 K); 343 m/s at 20 °C; audible range 20 to 20 000 Hz; P-waves 4 to 7 km/s, S-waves 2 to 5 km/s; Oldham and Lehmann)
  • 17.3 Sound Intensity (I0 = 10⁻¹² W/m², Table 17.2, factor 10 = 10 dB, factor 2 = 3 dB, 85 dB for 8 h footnote, bel named for Bell)
  • 17.5 Sound Interference and Resonance (noise-cancelling headphones 30 dB or more, closed tube λ = 4L and f_n = n v/4L with n odd, open tube f_n = n v/2L, 128 Hz tube at 22 °C = 0.672 m, ninth harmonic 1.15 kHz, trumpet vs clarinet overtones)
  • 24.1 (Maxwell; Hertz from 1887)
  • 24.3 The Electromagnetic Spectrum (c = fλ, Table 24.1, three rules of thumb, AM 540 to 1600 kHz, FM 88 to 108 MHz, microwave oven 2.45 GHz, visible 400 to 750 nm, UV 400 to about 10 nm, UV-A 320 to 400, UV-B 290 to 320, UV-C 220 to 290 nm, 99% of surface UV is UV-A, X-rays below 0.01 nm)
  • 27.3 Young's Double Slit (1801, d sin θ = mλ, 0.0100 mm and 633 nm example)
  • NASA science.nasa.gov/ems (Introduction, Visible Light: 380 to 700 nm; atmospheric windows)
  • NIST, c = 299 792 458 m/s exact (nist.gov/si-redefinition/meter)
  • ISO 16:1975 (A = 440 Hz, iso.org/standard/3601.html).

Geraadpleegd: 2026-10-17