WETENSCHAPPEN EN TECHNIEK – NIET-
LEVENDE NATUUR EN TECHNIEK
1. GELUID
1.1 WAT IS GELUID?
Geluid zichtbaar maken door bv: snaren van gitaar, piano à bewegingen
à Bewegingen zorgen voor kleine veranderingen in luchtdruk à lucht trilt
Geluid = trillen van de lucht (golven)
Je kan alleen geluid horen via een middenstof = een stof waardoor trillingen zich kunnen verplaatsen van
geluidsbron naar oor (bv: gesprek à lucht)
à Onder water zijn geluiden gedempt à geluid is daar wel verder hoorbaar (bv: walvissen)
Verdieping: geluidsbron afleiden door identificatie geluid + lokalisatie geluid. Door de lucht, onze
gehoorgang en de trommelvliezen kunnen onze hersenen alle geluiden bundelen en identificeren.
1.2 WAT IS GELUID?
1.2.1 FREQUENTIE
Frequentie = aantal trillingen per seconde door middenstof (de snelheid van geluid), eenheid = hertz (Hz)
à Frequentie = natuurlijke, objectieve term; toonhoogte = subjectief (hoge of lage toon)
Geluid zichtbaar maken via oscilloscoop = een toestel dat de golfbeweging van het geluid van links naar rechts
over het scherm laat lopen à afstand 2 pieken = periode of golflengte
à Aantal periodes in 1 seconde = frequentie.
Hoe hoger de frequentie, hoe hoger de toon à frequentiebereik kind: 20-20 000
Hz
Verdieping:
- Frequentie > 20 000 Hz = ultrasone geluiden (bv: dolfijnen en
vleermuizen)
- Frequentie < 20 Hz = infrasone geluiden (bv: olifanten)
1.2.2 AMPLITUDE
Amplitude = afstand tussen nullijn – top van een golf (grootte trillingen)
Hoe harder het geluid, hoe groter de golven
à Sterkte geluid meten met een decibelmeter à meet geluidsdruk van een golf in een decibel (dB)
,Geluid horen: hoger dan gehoordrempel = de gehoorsterkte waarbij je geluid net begint te horen = zachtste
geluid dat een persoon kan horen
- Menselijk gehoor: 20 µPa à 20 µPa voor 1000 Hz = 0 dB à pijngrens = 134 dB
1.2.3 TOONHOOGTE
Toonhoogte = geluid in termen van laag naar hoog à subjectief
à Afhankelijk van: intensiteit, duur geluid, omgevingsgeluid
Frequentie hoger à geluid klinkt hoger
Verdieping: om je toonhoogte te regelen gebruik je een equalizer à maakt alle geluiden even sterk
1.2.4 KLANKKLEUR
Klankkleur = karakteristieke geluid van een instrument, stem …
à Verschil door materiaal, andere trillingsfrequentie…
1.3 VERPLAATSING VAN GELUID
Snelheid geluid in lucht: 340 m/s à snelheid geluid in water 4,5 x sneller
De hoogste snelheden van geluid is bij vaste stoffen (bv: baksteen: 3500 m/s vs lucht 340 m/s)
1.3.1 DOPPLEREFFECT
Het geluid van een sirene verandert als de auto voorbijrijdt à de
toonhoogte daalt à omdat de geluidsbron zich verder beweegt
en niet stil staat.
Geluid = golven die in de lucht voortplanten à elk eigen snelheid
- Productie volgende geluidsgolf, auto al verder in zelfde
richting als geluidsgolf
- Hoe hoger de snelheid, hoe korter de afstand tussen
geluidsgolven
- Tijd: korter & frequentie: hoger
Weetje: dopplereffect heb je ook bij radiogolven à radar zendt radiogolven uit naar een voorbijrijdend voortuig
à de weerkaatste stralen worden met een hogere frequentie teruggekaatst à radar meet het verschil tussen
de frequentie van de uitgezonden frequentie en de teruggekaatste frequentie (snelheid)
1.3.2 GELUIDSBARRIÈRE
Wanneer een vliegtuig sneller is dan het geluid gaat het door de geluidsbarrière à ‘plet de geluidsgolven’
Het geluid van een vliegtuig plant zich voort als golf met een bepaalde snelheid à vanaf het vliegtuig sneller
dan het geluid is gaan de geluidgolven kegelvormig worden à luide knal
,à Kegelvormige wolk = condensatie waterdruppels à Druk en temperatuur is veel lager achter de vleugel
Weetje: knallende zweep in het circus gaat ook door de geluidsbarrière à beweegt zo snel waardoor er een
knal ontstaat.
1.3.3 WEERKAATSING
Echo = ontstaat wanneer geluid weerkaatst wordt.
à Het geluid wordt stiller want het verliest zijn kracht door de afstand die het aflegt
Verdieping: d.m.v. echo’s afstanden bepalen (bv: je roept iets tegen een bergwand en na 1,5 seconden
hoor je het terug à snelheid geluid = 340 m/s à 510 meter afstand van de bergwand)
1.4 ENKELE TOEPASSINGEN VAN GELUID
1.4.1 MEDISCHE TOEPASSINGEN
Oscilloscoop = geluid zichtbaar maken (microfoon) à drukverschillen veroorzaakt door geluidsgolven à geven
elektrisch signaal à worden weergegeven op het scherm
à Frequentie = het aantal keer dat een golf op en neer gaat per seconde
à Amplitude = hoe groter, hoe groter de sterkte van het geluid
Weetje: ECG à meten elektrische signalen van het hart
Echograaf = zichtbaar maken van ultrasone geluiden
Echografie à geluid stuurt geluidsgolven naar het lichaam en de organen, spieren… weerkaatsen die geluiden
à computer zet deze golven om in een zwart-wit beeld
Weetje: tandarts gebruikt ultrasoon geluid om tandplak & tandsteen te verwijderen.
1.4.2 ANDERE TOEPASSINGEN GELUID
Ultrasoon geluid wordt gebruikt bij:
- Breuken in leidingen opsporen
- Parkeersensoren
- Dikte van metaal meten
, 2. MAGNETISME
2.1 WAT IS MAGNETISME
Magnetiet = steen met ijzerstukjes die door magnetisch veld van de aarde gemagnetiseerd zijn tot natuurlijke
magneten
18de eeuw: opgang magneten à Volta: batterij à experimenten met magneten en elektriciteit
19de eeuw: waarneming van Oerstedt à elektrische stroom door ijzerdraad + kompas à kompas gericht naar
draad à elektriciteit wekt magnetisme op = elektromagneet (ampère)
2.2 WERKING MAGNEET
IJzer = kleine magnetische gebiedjes à zitten allemaal door elkaar waardoor ijzer niet magnetisch is.
Magneet: magnetische deeltjes naar 1 kant à ontstaan magnetische pool (noord- en zuidpool) à Aarde heeft
ook magnetische polen
- Ferromagnetische metalen: ijzer, nikkel, kobalt, gadolinium + nieuwe metalen
- Niet magnetische metalen; koper, aluminium, goud, zilver
Gelijk polen stoten elkaar af, tegengestelde polen trekken elkaar aan
Verdieping: de Noordpool bevindt zich in werkelijkheid de magnetische zuidpool, en omgekeerd.
Krachtveld rond magneet = onzichtbaar = magnetisch veld à hoe verder van de magneet, hoe zwakker het
veld.
à Rond de polen: magnetisch veld het sterkst à veldlijnen liggen het dichtste bij elkaar.
Weetje: magnetisch veld is niet altijd magnetisch, de magnetische deeltjes moeten allemaal in dezelfde richting
liggen, als dat niet zo is, is de magneet niet meer magnetisch (hard laten vallen magneet, erop kloppen…)
2.3 MAGNETISME EN ELEKTRICITEIT
Elektrische stroom (stroomdraad) à wekt magnetisch veld op à bewegend magnetisch veld à wekt
elektrische stroom op (koperen stroomdraad)
à Hoe groter de elektrische stroom, hoe groter het magnetisch veld en omgekeerd
Maken magneet:
- Metaal in buurt van elektrisch veld à permanente magneten
- Enkel magneet als er stroom door loopt à elektromagneten
Elektromagneten:
- Afvalverwerking (verwijderen metaal)
- Inductiekookplaat
- Luidspreker: samenwerking elektriciteit en magneten:
à Bevat: beweeglijke spoel (met ijzeren kern) + vastzittende, ringvormige magneet
à Stroom door spoel à ijzerkern magnetisch à aantrekking of afstoting
LEVENDE NATUUR EN TECHNIEK
1. GELUID
1.1 WAT IS GELUID?
Geluid zichtbaar maken door bv: snaren van gitaar, piano à bewegingen
à Bewegingen zorgen voor kleine veranderingen in luchtdruk à lucht trilt
Geluid = trillen van de lucht (golven)
Je kan alleen geluid horen via een middenstof = een stof waardoor trillingen zich kunnen verplaatsen van
geluidsbron naar oor (bv: gesprek à lucht)
à Onder water zijn geluiden gedempt à geluid is daar wel verder hoorbaar (bv: walvissen)
Verdieping: geluidsbron afleiden door identificatie geluid + lokalisatie geluid. Door de lucht, onze
gehoorgang en de trommelvliezen kunnen onze hersenen alle geluiden bundelen en identificeren.
1.2 WAT IS GELUID?
1.2.1 FREQUENTIE
Frequentie = aantal trillingen per seconde door middenstof (de snelheid van geluid), eenheid = hertz (Hz)
à Frequentie = natuurlijke, objectieve term; toonhoogte = subjectief (hoge of lage toon)
Geluid zichtbaar maken via oscilloscoop = een toestel dat de golfbeweging van het geluid van links naar rechts
over het scherm laat lopen à afstand 2 pieken = periode of golflengte
à Aantal periodes in 1 seconde = frequentie.
Hoe hoger de frequentie, hoe hoger de toon à frequentiebereik kind: 20-20 000
Hz
Verdieping:
- Frequentie > 20 000 Hz = ultrasone geluiden (bv: dolfijnen en
vleermuizen)
- Frequentie < 20 Hz = infrasone geluiden (bv: olifanten)
1.2.2 AMPLITUDE
Amplitude = afstand tussen nullijn – top van een golf (grootte trillingen)
Hoe harder het geluid, hoe groter de golven
à Sterkte geluid meten met een decibelmeter à meet geluidsdruk van een golf in een decibel (dB)
,Geluid horen: hoger dan gehoordrempel = de gehoorsterkte waarbij je geluid net begint te horen = zachtste
geluid dat een persoon kan horen
- Menselijk gehoor: 20 µPa à 20 µPa voor 1000 Hz = 0 dB à pijngrens = 134 dB
1.2.3 TOONHOOGTE
Toonhoogte = geluid in termen van laag naar hoog à subjectief
à Afhankelijk van: intensiteit, duur geluid, omgevingsgeluid
Frequentie hoger à geluid klinkt hoger
Verdieping: om je toonhoogte te regelen gebruik je een equalizer à maakt alle geluiden even sterk
1.2.4 KLANKKLEUR
Klankkleur = karakteristieke geluid van een instrument, stem …
à Verschil door materiaal, andere trillingsfrequentie…
1.3 VERPLAATSING VAN GELUID
Snelheid geluid in lucht: 340 m/s à snelheid geluid in water 4,5 x sneller
De hoogste snelheden van geluid is bij vaste stoffen (bv: baksteen: 3500 m/s vs lucht 340 m/s)
1.3.1 DOPPLEREFFECT
Het geluid van een sirene verandert als de auto voorbijrijdt à de
toonhoogte daalt à omdat de geluidsbron zich verder beweegt
en niet stil staat.
Geluid = golven die in de lucht voortplanten à elk eigen snelheid
- Productie volgende geluidsgolf, auto al verder in zelfde
richting als geluidsgolf
- Hoe hoger de snelheid, hoe korter de afstand tussen
geluidsgolven
- Tijd: korter & frequentie: hoger
Weetje: dopplereffect heb je ook bij radiogolven à radar zendt radiogolven uit naar een voorbijrijdend voortuig
à de weerkaatste stralen worden met een hogere frequentie teruggekaatst à radar meet het verschil tussen
de frequentie van de uitgezonden frequentie en de teruggekaatste frequentie (snelheid)
1.3.2 GELUIDSBARRIÈRE
Wanneer een vliegtuig sneller is dan het geluid gaat het door de geluidsbarrière à ‘plet de geluidsgolven’
Het geluid van een vliegtuig plant zich voort als golf met een bepaalde snelheid à vanaf het vliegtuig sneller
dan het geluid is gaan de geluidgolven kegelvormig worden à luide knal
,à Kegelvormige wolk = condensatie waterdruppels à Druk en temperatuur is veel lager achter de vleugel
Weetje: knallende zweep in het circus gaat ook door de geluidsbarrière à beweegt zo snel waardoor er een
knal ontstaat.
1.3.3 WEERKAATSING
Echo = ontstaat wanneer geluid weerkaatst wordt.
à Het geluid wordt stiller want het verliest zijn kracht door de afstand die het aflegt
Verdieping: d.m.v. echo’s afstanden bepalen (bv: je roept iets tegen een bergwand en na 1,5 seconden
hoor je het terug à snelheid geluid = 340 m/s à 510 meter afstand van de bergwand)
1.4 ENKELE TOEPASSINGEN VAN GELUID
1.4.1 MEDISCHE TOEPASSINGEN
Oscilloscoop = geluid zichtbaar maken (microfoon) à drukverschillen veroorzaakt door geluidsgolven à geven
elektrisch signaal à worden weergegeven op het scherm
à Frequentie = het aantal keer dat een golf op en neer gaat per seconde
à Amplitude = hoe groter, hoe groter de sterkte van het geluid
Weetje: ECG à meten elektrische signalen van het hart
Echograaf = zichtbaar maken van ultrasone geluiden
Echografie à geluid stuurt geluidsgolven naar het lichaam en de organen, spieren… weerkaatsen die geluiden
à computer zet deze golven om in een zwart-wit beeld
Weetje: tandarts gebruikt ultrasoon geluid om tandplak & tandsteen te verwijderen.
1.4.2 ANDERE TOEPASSINGEN GELUID
Ultrasoon geluid wordt gebruikt bij:
- Breuken in leidingen opsporen
- Parkeersensoren
- Dikte van metaal meten
, 2. MAGNETISME
2.1 WAT IS MAGNETISME
Magnetiet = steen met ijzerstukjes die door magnetisch veld van de aarde gemagnetiseerd zijn tot natuurlijke
magneten
18de eeuw: opgang magneten à Volta: batterij à experimenten met magneten en elektriciteit
19de eeuw: waarneming van Oerstedt à elektrische stroom door ijzerdraad + kompas à kompas gericht naar
draad à elektriciteit wekt magnetisme op = elektromagneet (ampère)
2.2 WERKING MAGNEET
IJzer = kleine magnetische gebiedjes à zitten allemaal door elkaar waardoor ijzer niet magnetisch is.
Magneet: magnetische deeltjes naar 1 kant à ontstaan magnetische pool (noord- en zuidpool) à Aarde heeft
ook magnetische polen
- Ferromagnetische metalen: ijzer, nikkel, kobalt, gadolinium + nieuwe metalen
- Niet magnetische metalen; koper, aluminium, goud, zilver
Gelijk polen stoten elkaar af, tegengestelde polen trekken elkaar aan
Verdieping: de Noordpool bevindt zich in werkelijkheid de magnetische zuidpool, en omgekeerd.
Krachtveld rond magneet = onzichtbaar = magnetisch veld à hoe verder van de magneet, hoe zwakker het
veld.
à Rond de polen: magnetisch veld het sterkst à veldlijnen liggen het dichtste bij elkaar.
Weetje: magnetisch veld is niet altijd magnetisch, de magnetische deeltjes moeten allemaal in dezelfde richting
liggen, als dat niet zo is, is de magneet niet meer magnetisch (hard laten vallen magneet, erop kloppen…)
2.3 MAGNETISME EN ELEKTRICITEIT
Elektrische stroom (stroomdraad) à wekt magnetisch veld op à bewegend magnetisch veld à wekt
elektrische stroom op (koperen stroomdraad)
à Hoe groter de elektrische stroom, hoe groter het magnetisch veld en omgekeerd
Maken magneet:
- Metaal in buurt van elektrisch veld à permanente magneten
- Enkel magneet als er stroom door loopt à elektromagneten
Elektromagneten:
- Afvalverwerking (verwijderen metaal)
- Inductiekookplaat
- Luidspreker: samenwerking elektriciteit en magneten:
à Bevat: beweeglijke spoel (met ijzeren kern) + vastzittende, ringvormige magneet
à Stroom door spoel à ijzerkern magnetisch à aantrekking of afstoting
