Fiche voor de leerkracht · 15–16 jaar · ongeveer 45–50 minuten
Geluidsgolven, decibels en het luidste geluid ooit opgetekend
Lespagina: echoesof.science/school/nl/sound/ages-15-16/ · Werkblad voor leerlingen: echoesof.science/school/nl/sound/ages-15-16/print/
Leerdoelen
- v = f·λ gebruiken voor geluid.
- v = 331·√(T/273 K) gebruiken voor de temperatuurafhankelijkheid van de geluidssnelheid in lucht.
- De logaritmische decibelschaal uitleggen en ermee rekenen.
- De geluidssnelheid meten en de methode beoordelen.
- Historische gegevens (Krakatau 1883) kritisch interpreteren.
Lesverloop
| Tijd | Activiteit |
|---|---|
| 5 min | Instap: waarom zien we de bliksem voor we de donder horen? |
| 10 min | Lees de tekst en werk één voorbeeld met de golfvergelijking en één met decibel uit. |
| 25 min | Echoproef buiten (of als demonstratie), drie metingen. |
| 5 min | Bereken v en vergelijk met de formule voor de temperatuur van vandaag. |
| 5 min | Quiz, of het spel Decibelladder als huiswerk. |
Materiaal voor de proef
- Een grote, vlakke muur (een schoolgebouw) met open terrein ervoor
- Een meetlint of meetwiel
- Twee houten blokken om tegen elkaar te klappen
- Een stopwatch (of een gsm)
Veiligheid: Kies een plek weg van het verkeer. Houd je vingers weg tussen de klapblokken. Gebruik geen startpistolen of iets explosiefs.
Veelvoorkomende misvattingen
| Leerlingen denken misschien… | In werkelijkheid… |
|---|---|
| Het aantal decibel verdubbelen verdubbelt de luidheid. | De schaal is logaritmisch: +10 dB is 10 keer de intensiteit. |
| Geluid gaat sneller in lucht dan in water, omdat water 'dikker' is. | Het gaat ongeveer vier keer sneller in water (1480 tegenover 343 m/s). |
| Het is stil in de ruimte omdat het er koud is. | Het is er stil omdat het (bijna) een vacuüm is, zonder middenstof. |
Antwoorden werkblad
- v = f·λ. 20 Hz: λ = 343/20 ≈ 17 m. 20.000 Hz: λ = 343/20.000 ≈ 1,7 cm.
- T = 308 K: v = 331·√(308/273) ≈ 351,6 m/s, ongeveer 352 m/s.
- +20 dB = 10² = 100 keer de intensiteit.
- Verwacht 320–360 m/s. Fouten: reactietijd en ritme (meet 20 klappen, herhaal), het meten van d, wind, echo's van andere gebouwen.
Antwoorden quiz
- Een geluid heeft een frequentie van 686 Hz in lucht van 20 °C (343 m/s). De golflengte is… 0,5 m. λ = v / f = 343 / 686 = 0,5 m.[2]
- Hoeveel keer intenser is een geluid van 90 dB dan een geluid van 60 dB? 1000 keer. +30 dB = 10³ keer de intensiteit.[3]
- Met v = 331·√(T/273 K) is de geluidssnelheid bij 0 °C ongeveer… 331 m/s. Bij T = 273 K is de vierkantswortel 1.[2]
- Waarom kan geluid de ruimte tussen de Aarde en de Maan niet oversteken? Het is in wezen een vacuüm: er is geen middenstof voor een drukgolf. Een drukgolf heeft materie nodig om samen te drukken.[5]
- Bij welk niveau zet de tabel van OpenStax de pijngrens? 120 dB. Luid rockconcert: 120 dB, pijngrens.[3]
- De drukgolf van Krakatau werd wereldwijd door barometers geregistreerd. Ze ging rond de Aarde… drie tot vier keer in elke richting. Steden registreerden tot zeven drukpieken over meerdere dagen.[4]
Verder gaan
Een bliksemflits, en 6 s later de donder: hoe ver weg was de inslag? Schat daarna hoe lang het geluid van Krakatau erover deed om Rodrigues te bereiken, 4.800 km verder, aan 343 m/s.
Bronnen in deze les
- [1] College Physics 2e, 17.1 Sound (OpenStax, Rice University): betrouwbaarheid Hoog
- [2] College Physics 2e, 17.2 Speed of Sound, Frequency, and Wavelength (OpenStax, Rice University): betrouwbaarheid Hoog
- [3] College Physics 2e AP, 17.3 Sound Intensity and Sound Level (OpenStax, Rice University): betrouwbaarheid Hoog
- [4] The Sound So Loud That It Circled the Earth Four Times (Nautilus (science magazine)): betrouwbaarheid Vrij hoog
- [5] Data Sonifications (NASA Science): betrouwbaarheid Hoog
Volledige lijst met links en een opmerking over de betrouwbaarheid van elke bron: echoesof.science/school/nl/sound/sources/
Privacy: de lespagina's hebben geen advertenties, geen tracking en geen cookies. Quizantwoorden en spelscores blijven in de browser van de leerling. Voor elke leeftijd komt er een korte video.