Wat 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.

Een bewegende verstoring

Laat een steen in een stille vijver vallen en er verspreiden zich ringen over het oppervlak. Tokkel een gitaarsnaar en je ziet een wazige trilling. Roep over een veld en even later hoort iemand je. Alle drie zijn golven. OpenStax College Physics geeft een korte definitie: een golf is een verstoring die zich voortplant, dus wegbeweegt van de plaats waar zij ontstond. In de vijver is de verstoring de vorm van het wateroppervlak. In lucht is het een drukverandering. Bij de snaar is het een zijwaartse buiging.

Het belangrijkste woord is verstoring. Het patroon beweegt, maar het materiaal blijft grotendeels op zijn plaats. Een meeuw op open zee gaat omhoog wanneer een golfberg aankomt en omlaag wanneer een dal passeert. Daarna zit hij ongeveer waar hij begon. Volgens OpenStax bewegen waterdeeltjes ver uit de kust in kleine cirkels. Ze blijven in één gebied terwijl energie verdergaat. Duwt een golf je in diep water, dan voel je de energie en geen waterstroom die voorbijraast.

De onderdelen van een eenvoudige golf. De oranje stip geeft een berg aan, een hoog punt, en de paarse stip een dal, een laag punt. De golflengte λ is de afstand tussen twee naburige bergen. De amplitude A is de hoogte van een berg boven de vlakke lijn.

Berg, dal, golflengte en amplitude

Een eenvoudige herhalende golf heeft hoge punten, de bergen, en lage punten, de dalen. De afstand van de ene berg naar de volgende, gemeten in de voortplantingsrichting, is de golflengte. We schrijven die met de Griekse letter λ, lambda. De amplitude geeft aan hoe ver het medium van zijn ruststand af beweegt. Het is dus de hoogte van een berg boven de vlakke lijn, of de halve afstand tussen berg en dal. OpenStax merkt op dat de amplitude volledig onafhankelijk is van de snelheid waarmee de golf reist. Een grote en een kleine golf op hetzelfde touw gaan even snel.

Twee trilrichtingen

Golven worden in twee hoofdsoorten verdeeld op grond van hun trilrichting ten opzichte van hun voortplantingsrichting. Bij een transversale golf beweegt het medium loodrecht op de voortplanting. Geef een touw aan een paal een ruk: een bult reist erlangs terwijl elk stukje op en neer beweegt. Golven op instrumentsnaren zijn transversaal, net als licht en andere elektromagnetische golven. Bij een longitudinale golf beweegt het medium heen en weer in de voortplantingsrichting. Duw en trek aan een lange veer en je ziet opeengepakte gebieden, de verdichtingen, erlangs reizen.

T: een transversale golf op een touw. De rode pijl laat zien hoe een stukje touw op en neer beweegt terwijl de golf naar rechts gaat. L: een longitudinale golf in een veer. De windingen bewegen naar links en rechts, in de voortplantingsrichting, en komen samen in verdichtingen.

Geluid in lucht en water is longitudinaal. Een vloeistof of gas verzet zich nauwelijks tegen zijwaartse vervorming en kan alleen verdichting en verdunning doorgeven. Vaste stoffen kunnen beide soorten dragen. Zeegolven zijn een mengvorm van beide, waardoor waterdeeltjes cirkels beschrijven. Aardbevingen sturen volgens OpenStax compressiegolven, P-golven, met 4 tot 7 km/s en schuifgolven, S-golven, met 2 tot 5 km/s door de grond. Seismografen registreren eerst de P-golf. De tijd tot de S-golf aankomt, vertelt hoe ver de aardbeving weg was.

Laden

Sleep om te draaien. Scroll of knijp om te zoomen.

Boven: een touw met een transversale golf. Onder: een veer met een longitudinale golf met dezelfde golflengte en frequentie. Kijk naar het rode kraaltje en de rode winding: geen van beide reist met de golf mee.

Golven zonder medium

Watergolven, geluid en aardbevingsgolven zijn mechanische golven: ze hebben materiaal nodig om zich voort te planten. Geluid kan geen lege ruimte oversteken, omdat daar niets kan worden samengedrukt. Licht, radio en andere elektromagnetische golven zijn anders. Ze bestaan uit veranderende elektrische en magnetische velden en reizen door vacuüm. Zo bereikt zonlicht ons over 150 miljoen kilometer ruimte. OpenStax waarschuwt voor een verwarring: een radio brengt geluid, maar radiogolven zelf zijn elektromagnetisch en geen geluid.

AchtergrondMet aardbevingsgolven kunnen geologen het binnenste van de aarde onderzoeken. Richard Dixon Oldham bestudeerde wereldwijde seismograafgegevens van grote bevingen. Golven door het aardcentrum gedroegen zich alsof ze een vloeistof passeerden. Later gebruikte Inge Lehmann nauwkeuriger gegevens, deels uit een netwerk dat ze hielp oprichten, en toonde een vaste binnenkern in een vloeibare buitenkern aan. Niemand heeft meer dan enkele kilometers diep geboord: ons beeld van de kern komt van golven.

Golf	Een verstoring die zich van haar oorsprong af verplaatst en daarbij energie vervoert
Berg en dal	Het hoogste en laagste punt van een golf
Golflengte λ	Afstand tussen naburige bergen
Amplitude	Grootste afwijking van de ruststand
Transversale golf	De trilling staat loodrecht op de voortplanting: het medium bij een touwgolf, elektrische en magnetische velden bij licht
Longitudinale golf	Trilling in voortplantingsrichting (geluid in lucht)
Mechanische golf	Heeft een materieel medium nodig; geluid kan geen vacuüm oversteken

Wat vervoert een golf van de ene plaats naar de andere?
- Energie
- Water of lucht zelf
- Massa
- Helemaal niets
Een meeuw drijft op open zee terwijl golven onder hem door gaan. Hoe beweegt de meeuw?
- Vooral op en neer rond dezelfde plek
- Met de golf naar de kust
- Alleen zijwaarts
- De meeuw beweegt niet
Een golf op een gitaarsnaar is…
- Transversaal
- Longitudinaal
- Geen van beide
- Alleen een geluidsgolf
Geluid dat door lucht reist, is…
- Longitudinaal
- Transversaal
- Elektromagnetisch
- Een mengvorm zonder lucht
Welke hiervan kan zich door het vacuüm van de ruimte verplaatsen?
- Radiogolven
- Geluid
- Watergolven
- S-golven van aardbevingen
Een golf op een touw meet 60 cm van de top van een berg tot de bodem van een dal. Wat is de amplitude van deze golf?
Je maakt grotere golven op hetzelfde touw zonder de spanning te veranderen. De snelheid van de golven…
- Blijft gelijk
- Verdubbelt
- Halveert
- Daalt tot nul
Welke golf van een aardbeving bereikt een verafgelegen seismograaf het eerst?
- P-golf (compressie)
- S-golf (schuif)
- Ze komen altijd tegelijk aan
- Geen van beide bereikt de seismograaf
Verzonnen voorbeeld: P-golven reizen met 6 km/s en S-golven met 3.5 km/s. De S-golf komt 20 s na de P-golf aan. Hoe ver weg vond de aardbeving plaats?

Belangrijkste punten

Een golf is een verstoring die zich verplaatst. Zij vervoert energie, niet het medium zelf.
De golflengte λ loopt van berg tot berg. De amplitude loopt van de ruststand tot een berg.
Transversaal: de trilling staat loodrecht op de voortplanting, zoals bij touw en licht. Longitudinaal: de trilling volgt de voortplanting, zoals bij geluid in lucht.
Mechanische golven hebben een medium nodig. Elektromagnetische golven hebben dat niet nodig.

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