Klas 6: Wat is geluid?

In deze les verkennen we de natuurkundige eigenschappen van muziek.

Muziek bestaat uit tonen. Een toon is trillende lucht die in ons oor wordt opgevangen door het trommelvlies en daar wordt omgezet in signalen die naar onze hersenen gaan. Onze hersenen zorgen er dan voor dat wij die trillingen als geluid waarnemen.

Proefje

Benodigdheden: twee even grote wijnglazen, stukje garen, azijn

Geluid is eigenlijk een trilling. Dat kun je goed zien met dit proefje. Zet twee even hoge wijnglazen naast elkaar. Leg over één glas een stukje garen. Doop je wijsvinger in azijn, wrijf ermee over de rand van het andere glas en zie … de draad gaat bewegen! Met je wijsvinger veroorzaak je trillingen in het ene glas, dat daardoor geluidsgolven uitzendt. Daardoor gaat ook het andere glas trillen en beweegt het stukje garen.

Hertz

De frequentie waarop de toon de lucht doet trillen wordt uitgedrukt in Hertz (afgekort Hz). 1 Hz is 1 trilling per seconde. Geluiden tussen de 20 en 20.000 hertz kun je, als je oren goed zijn tenminste, horen. Niet alle mensen kunnen even goed horen. Als je ouder wordt, kun je steeds minder goed de hoge tonen horen.

Dit is een stemvork. Deze geeft altijd dezelfde hoeveelheid herz. Kun je lezen hoe vaak deze stemvorm trilt per seconden als je een van de benen voorzichtig tegen je knie aan tikt?

Het volume of de toonsterkte wordt uitgedrukt in decibel. Hoe harder het geluid hoe meer decibel. Hieronder zie je een overzicht:

In de muziek wordt toonsterkte aangegeven met letters:
ppp = piano pianissimo = heel erg zachtjes
pp = pianissimo = heel zachtjes
p = piano = zachtjes
mp = mezzo piano = matig zacht
mf = mezzo forte = matig luid (krachtig)
f = forte = luid
ff = fortissimo = heel luid
fff = forte fortissimo = heel erg luid

Wist je dat?
De piano (het instrument) zijn naam dankt aan het feit dat hij zowel zachtjes (piano) als luid (forte) kon spelen? De voorloper van de piano was het klavecimbel. Dat instrument kon maar op één toonsterkte spelen. Door de hamertje in het mechaniek van de piano kon je zowel zachtjes als luid spelen. Daarom noemde men dat instrument de “piano-forte” (zacht-luid). Tegenwoordig korten wij dat af met simpelweg: piano.

Elk instrument, elke stem klinkt anders. Niet alleen omdat sommige instrumenten en stemmen hoger of lager klinken maar ook omdat ze een ander kleurspectrum hebben.
Een toon van bijvoorbeeld een harp bestaat niet uit één toon. Er klinken altijd andere tonen mee. Deze meeklinkende tonen noemen we boventonen. Elk instrument en elke stem heeft zijn eigen combinatie van toon en boventonen: het kleurspectrum. Die kun je moeilijk horen (behalve bij kerkklokken) maar daar herkennen we wel de verschillende instrumenten en stemmen aan.

Met een spectogram kun je het kleurspectrum van verschillende instrumenten en stemmen zichtbaar maken. Kijk maar eens naar deze on-line tool van Google: Spectogram
Je kunt er ook een spectogram van je eigen stem bekijken.