De geluidssnelheid in lucht is 330 m/s, terwijl die in water onder normale omstandigheden 1480 m/s is. Maar verandert de geluidsfrequentie met medium? Laten we het in detail bespreken.
De frequentie van geluid blijft hetzelfde, maar de golflengte en snelheid veranderen in verschillende media. Frequentie is alleen afhankelijk van de bron van de geluidsgolf, terwijl snelheid en golflengte de parameters zijn die variëren bij het reizen door verschillende media, omdat ze afhankelijk zijn van het medium waarin de golf zich voortplant.
Lees meer over 21+ Frequency Of A Wave Voorbeeld: Gedetailleerde uitleg
Waarom verandert de frequentie niet in verschillende media?
Geluidsgolven valt onder de categorie van longitudinale golven en vereist een materieel medium voor voortplanting.
Het aantal golven dat in een seconde door een vast punt van het medium gaat of het aantal trillingen van een deeltje in het medium terwijl de golf zich voortplant, is de frequentie ervan. Als een deeltje in het medium met een bepaalde frequentie trilt, begint het naburige deeltje ook met dezelfde frequentie te trillen. Frequentie is onafhankelijk van het medium, terwijl de snelheid van geluidsgolven afhangt van de elasticiteit en dichtheid van het medium.
v=√E/ρ
De frequentie van de geluidsgolf verandert alleen wanneer er een verandering is in de bron van de golf en is onafhankelijk van de stijfheid van het materiële medium.
Dat is waarom; de snelheid van het geluid is verschillend in vaste stoffen en vloeistoffen.
We weten, v = fλ
Waar, v is de snelheid, f is de frequentie, λ is respectievelijk de golflengte van de geluidsgolf.
Snelheid en golflengte van geluidsgolven veranderen zodanig dat de frequentie constant blijft. Vandaar dat geluidsgolven die met hoge snelheid bewegen grote golflengten zouden hebben, zodat de frequentie niet verandert.
Enkele voorbeelden/voorbeelden van Verandert de geluidsfrequentie met medium
Onze hersenen nemen de frequentie van geluidsgolven waar als toonhoogte. Dus verandering in toonhoogte van een geluid is gelijk aan verandering in frequentie. Hier zijn een paar voorbeelden die analyseren of de geluidsfrequentie verandert met medium:
- De frequentie van het geluid van elk muziekinstrument
- Het getjilp van vogels
- Het geluid dat wordt geproduceerd door het rinkelen van bellen
De frequentie van het geluid van elk muziekinstrument
De frequentie van geluid geproduceerd door een muziekinstrument verandert niet met het medium, omdat het alleen afhangt van de bron.
Afbeeldingscredits: Pixabay
De frequentie van het geluid dat door een gitaar wordt geproduceerd, verandert bijvoorbeeld niet omdat het zich via verschillende media voortplant. De frequentie verandert alleen wanneer de muzikant de noten verandert. De snaren van de gitaar zijn de bron van de frequentie van het muzikale geluid dat door de gitaar wordt geproduceerd. De verandering in frequentie wordt door de luisteraars waargenomen als de verandering in toonhoogte.
Het getjilp van vogels
De bron van de frequentie van geluid geproduceerd door het getjilp van vogels is hun stemband. Telkens wanneer de trillingen van de stembanden veranderen, verandert de frequentie, maar deze verandert niet met het medium.
Het geluid geproduceerd door het luiden van klokken
Om het wat grover uit te leggen: neem aan dat een bel 4 keer per seconde trilt. Dit houdt in dat de frequentie 4 Hz is. De omringende luchtmoleculen beginnen met dezelfde frequentie te trillen en worden overgebracht naar de naburige moleculen. Geen enkel ander middel kan de trillingsfrequentie veranderen, zelfs niet wanneer het medium wordt veranderd.
Lees meer over 4+ voorbeelden van geluidsdiffractie: gedetailleerd inzicht en feiten
Veelgestelde vragen: Verandert de geluidsfrequentie met medium?
Is de geluidsgolf transversaal of longitudinaal? Leg ze allemaal uit.
Geluid golf is een voorbeeld voor een longitudinaal Golf.
Een longitudinale golf kan worden beschreven als het soort golf waarbij de trilling van de deeltjes in het medium langs de voortplantingsrichting van de golf is. Integendeel, een golf waarbij de trilling van deeltjes in een medium loodrecht staat op de voortplantingsrichting van de golf, wordt gedefinieerd als een transversale golf.
Afbeeldingscredits: Flickr
Lichtgolf, een elektromagnetische straling, is een voorbeeld voor een transversale golf waar de trillingen van elektrisch veld, trillingen van magnetisch veld en de voortplantingsrichting onderling loodrecht op elkaar staan.
Wat is Doppler-effect in geluiden?
Doppler effect in geluidsgolven is de schijnbare verandering in frequentie van geluid zoals waargenomen door de waarnemer wanneer ofwel de bron of de waarnemer of beide elkaar naderen of van elkaar af bewegen.
Een eenvoudige demonstratie van het Doppler-effect is wanneer een object dat geluid produceert naar ons toe beweegt, de frequentie van het geluid toeneemt of we geluid met een hoge toonhoogte horen. En wanneer de bron van ons af beweegt, neemt de geluidsfrequentie af of horen we lage tonen.
Het meest waargenomen voorbeeld dat dit effect aantoont, is de verandering in toonhoogte van het geluid dat wordt gehoord door een ambulance wanneer deze sneller beweegt met zijn sirene. Als de ambulance ons nadert, horen we een hoge toon en als hij wegrijdt, is een lage toon te horen.
Afbeeldingscredits: Wikimedia Commons
De formule voor het vinden van de waargenomen frequentie van geluid in het Doppler-effect wordt gegeven door
f'=f (v' v0)/(v' vs)
Waarbij f’ de waargenomen frequentie is
f is de werkelijke frequentie
v is de snelheid van geluidsgolven
v0 is de snelheid van de waarnemer
vs is de snelheid van de bron
Afhankelijk van of de bron en waarnemer nadert of weggaat, en de snelheid van de bron en de waarnemer, zal de bovenstaande formule in verschillende situaties enigszins variëren. Er zijn vier verschillende gevallen:
- Wanneer de bron de waarnemer nadert die in rust is
Aangezien de waarnemer in rust is, v0 = 0. Vandaar dat de vergelijking wordt
f'=f (v/vvs)
- Wanneer de bron zich terugtrekt van een waarnemer die in rust is
Hier, v0=0 en de richting van de snelheid van de bron is tegengesteld, dus negatief.
Dus, f'=fv/v-(-vs)
- Wanneer waarnemer een stationaire bron nadert
hier vs= 0. De vergelijking wordt
f'=f{v+v0/v}
- Wanneer waarnemer zich terugtrekt van een stationaire bron
Hier, aangezien de waarnemer weg beweegt, is de richting tegengesteld
f'=f {vv0/v}
Lees ook:
- Snelheid van geluid in verschillende media
- Diffractie van geluidsvoorbeelden
- Wat is geluidssnelheid
- Geluidsdemping en isolatie
- Geluidsvervuiling en de gevolgen ervan
- Geluidsvoorbeelden op middelhoge toonhoogte
- Geluidskwaliteit in verschillende instrumenten
- Snelheid van geluid formule
- Diffractie van geluid
- Hoe de geluidssnelheid te berekenen
Hallo, ik ben Deeksha Dinesh, momenteel bezig met een postgraduaat in natuurkunde met een specialisatie op het gebied van astrofysica. Ik breng concepten graag op een eenvoudigere manier voor de lezers.