1. Golven en geluid
1.1 Karakteristieken en soorten golven
Eigenschappen van een harmonische oscillatie (niet gelijk aan golf!) - Herhaling
- Een periodieke beweging, dus een constante amplitude
- De versnelling ~ het tegengestelde van de uitwijking van het evenwicht
o Bv; Slingerbeweging, massa aan een veer
- Een oscillatie, dus de grafiek x(t) beschrijft de plaats van 1 punt in de tijd (↔ golf op
meerdere punten)
o Een cosinus/sinusfunctie
T is de periode van de beweging (in seconden)
f = de frequentie (in Hz) met f = 1/T,
A = is de bewegingsamplitude (in m)
ω = de hoekfrequentie (in rad/s)
Eigenschappen van een golf
- Storing die zich in een medium voortplant t.g.v. inwendige krachten in het medium
- Verplaatsing medium ≠ beweging golf vb. Golf loopt L R, touw boven onder
- Een golf transporteert energie, zonder transport van materie
o Golfsnelheid v = snelheid waarmee het medium
beweegt (horizontaal)
o Deeltjessnelheid v’ = snelheid waarmee het touw
beweegt (verticaal)
Golfsnelheid ≠ deeltjessnelheid
- Een golf, dus de grafiek y(x,t) beschrijft de plaats van meerdere
punten
o De grafiek (x,t): de harmonische oscillatie van 1 punt
van de golf
o De grafiek (x,y): de hele golf op 1 tijdstip
Elk punt op de x-as beschrijft een oscillatie in de tijd
, - Amplitude A (m) = de maximale verplaatsing
- Golflengte λ (m) = de afstand waarover de golf zich herhaalt
- Frequentie f (Hz of s-1) = het aantal toppen dat per seconde een bepaald punt
passeert
- Periode T (s) = 1/f
- Golfsnelheid v (m/s) = de snelheid waarmee de golf zich voorplant :
Als de frequentie verdubbelt blijft de snelheid gelijk want
de golflengte halveert dan. Dat zie je niet aan de formule
maar dit moet je weten. Snelheid van de golf (v) is dus afhankelijk van het
medium
Soorten golven
- Een golfpuls: 1 golfbeweging
- Een periodische golf: blijvende golfbewegingen
- Een mechanische golf: een beweging van materie
- Een elektromagnetische golf: licht
- Een gepolariseerde golf: een golfbeweging in 1 vlak
- Een niet-gepolariseerde golf: een golfbeweging in meerdere vlakken
- Een transversale golf: verplaatsing (van de deeltjes) van het medium staat ⊥ op de
verplaatsing richting van de golf.
o Bv: golf op snaar/touw, licht
o Een transversale golf op een snaar met massa per
lengte μ en spankracht FT heeft een golfsnelheid v.
- Een longitudinale golf: verplaatsing (van de deeltjes) van het medium zijn ⫽ met
verplaatsing van de golf
o Vb. Geluidsgolven, golf op een veer
- Een watergolf (en andere oppervlaktegolven): combinatie transversale &
longitudinale golven
Periodische harmonische golf in een elastisch medium
- In ruimte: vorm een golf op een bepaald ogenblik kan beschreven worden door een
(co)sinusfunctie
- In tijd: medium op zekere plaats voert een harmonische oscillatie uit
1.2 Superpositie en interferentie
, Superpositie: golven met een kleine amplitude die zich doorheen hetzelfde medium
verplaatsen, zich combineren en super poneren door optellen, ze bewegen onafhankelijk
van elkaar.
Interferentie: meerdere golven tegelijkertijd
- Constructieve interferentie: twee pulsen combineren tot een grotere puls
(versterken elkaar)
- Destructieve interferentie: twee polsen combineren tot een kleinere puls (positief &
negatief: verzwakken elkaar)
Reflectie: een golf op het einde van de snaar wordt weerkaatst
- Vast uiteinde: de golf verandert van zijde door actie-reactie wordt geïnverteerd
- Los/open uiteinde: de golf blijft aan dezelfde zijde wordt niet geïnverteerd
Staande golf: golf interfereert met zichzelf na vb. Weerkaatsing
- Lijkt alsof golf niet voortbeweegt
- Geen energietransport
- Ieder punt voert een oscillatie uit in de tijd
- De amplitudes van deze oscillaties zijn verschillend voor elk punt
- Knoop: punt op de snaar dat niet beweegt (vast punt)
- Buik: punt op de snaar dat maximaal beweegt (los punt)
Voorwaarde van een staande golf: resonantieconditie
- Lengte van de snaar = een geheel aantal halve golflengtes (l = λ/2)
- Fundamentele (= laagste) frequentie: λ = 2l (= 2 keer lengte vd snaar)
o Veelvouden hiervan = hogere harmonischen
- Toepassing formule op aantal buiken (n):
1.3 Geluidsgolven
Geluidssnelheid is afhankelijk van het medium
1.1 Karakteristieken en soorten golven
Eigenschappen van een harmonische oscillatie (niet gelijk aan golf!) - Herhaling
- Een periodieke beweging, dus een constante amplitude
- De versnelling ~ het tegengestelde van de uitwijking van het evenwicht
o Bv; Slingerbeweging, massa aan een veer
- Een oscillatie, dus de grafiek x(t) beschrijft de plaats van 1 punt in de tijd (↔ golf op
meerdere punten)
o Een cosinus/sinusfunctie
T is de periode van de beweging (in seconden)
f = de frequentie (in Hz) met f = 1/T,
A = is de bewegingsamplitude (in m)
ω = de hoekfrequentie (in rad/s)
Eigenschappen van een golf
- Storing die zich in een medium voortplant t.g.v. inwendige krachten in het medium
- Verplaatsing medium ≠ beweging golf vb. Golf loopt L R, touw boven onder
- Een golf transporteert energie, zonder transport van materie
o Golfsnelheid v = snelheid waarmee het medium
beweegt (horizontaal)
o Deeltjessnelheid v’ = snelheid waarmee het touw
beweegt (verticaal)
Golfsnelheid ≠ deeltjessnelheid
- Een golf, dus de grafiek y(x,t) beschrijft de plaats van meerdere
punten
o De grafiek (x,t): de harmonische oscillatie van 1 punt
van de golf
o De grafiek (x,y): de hele golf op 1 tijdstip
Elk punt op de x-as beschrijft een oscillatie in de tijd
, - Amplitude A (m) = de maximale verplaatsing
- Golflengte λ (m) = de afstand waarover de golf zich herhaalt
- Frequentie f (Hz of s-1) = het aantal toppen dat per seconde een bepaald punt
passeert
- Periode T (s) = 1/f
- Golfsnelheid v (m/s) = de snelheid waarmee de golf zich voorplant :
Als de frequentie verdubbelt blijft de snelheid gelijk want
de golflengte halveert dan. Dat zie je niet aan de formule
maar dit moet je weten. Snelheid van de golf (v) is dus afhankelijk van het
medium
Soorten golven
- Een golfpuls: 1 golfbeweging
- Een periodische golf: blijvende golfbewegingen
- Een mechanische golf: een beweging van materie
- Een elektromagnetische golf: licht
- Een gepolariseerde golf: een golfbeweging in 1 vlak
- Een niet-gepolariseerde golf: een golfbeweging in meerdere vlakken
- Een transversale golf: verplaatsing (van de deeltjes) van het medium staat ⊥ op de
verplaatsing richting van de golf.
o Bv: golf op snaar/touw, licht
o Een transversale golf op een snaar met massa per
lengte μ en spankracht FT heeft een golfsnelheid v.
- Een longitudinale golf: verplaatsing (van de deeltjes) van het medium zijn ⫽ met
verplaatsing van de golf
o Vb. Geluidsgolven, golf op een veer
- Een watergolf (en andere oppervlaktegolven): combinatie transversale &
longitudinale golven
Periodische harmonische golf in een elastisch medium
- In ruimte: vorm een golf op een bepaald ogenblik kan beschreven worden door een
(co)sinusfunctie
- In tijd: medium op zekere plaats voert een harmonische oscillatie uit
1.2 Superpositie en interferentie
, Superpositie: golven met een kleine amplitude die zich doorheen hetzelfde medium
verplaatsen, zich combineren en super poneren door optellen, ze bewegen onafhankelijk
van elkaar.
Interferentie: meerdere golven tegelijkertijd
- Constructieve interferentie: twee pulsen combineren tot een grotere puls
(versterken elkaar)
- Destructieve interferentie: twee polsen combineren tot een kleinere puls (positief &
negatief: verzwakken elkaar)
Reflectie: een golf op het einde van de snaar wordt weerkaatst
- Vast uiteinde: de golf verandert van zijde door actie-reactie wordt geïnverteerd
- Los/open uiteinde: de golf blijft aan dezelfde zijde wordt niet geïnverteerd
Staande golf: golf interfereert met zichzelf na vb. Weerkaatsing
- Lijkt alsof golf niet voortbeweegt
- Geen energietransport
- Ieder punt voert een oscillatie uit in de tijd
- De amplitudes van deze oscillaties zijn verschillend voor elk punt
- Knoop: punt op de snaar dat niet beweegt (vast punt)
- Buik: punt op de snaar dat maximaal beweegt (los punt)
Voorwaarde van een staande golf: resonantieconditie
- Lengte van de snaar = een geheel aantal halve golflengtes (l = λ/2)
- Fundamentele (= laagste) frequentie: λ = 2l (= 2 keer lengte vd snaar)
o Veelvouden hiervan = hogere harmonischen
- Toepassing formule op aantal buiken (n):
1.3 Geluidsgolven
Geluidssnelheid is afhankelijk van het medium
