Resonantie

Nargis stelde deze vraag op 06 mei 2012 om 15:53.

Resonantie is toch dat een voorwerp meetrilt met geluid zodat het geluid sterker wordt. Wij hadden een vraag namelijk:

Waarom klinkt het gezoem van een bij harder als hij boven een glas limonade vliegt?

Ik had omdat die glas limonade meetrilt. Maar toen ik het nakeek bleek dat de lucht meetrilt, maar lucht is toch helemaal geen voorwerp?

Reacties

Theo op 06 mei 2012 om 16:43

Dit is een Natuurkunde Overal vraag geloof ik.

Resonantie is inderdaad versterking van een trilling die gebeurt als de trilling de eigenfrequentie van het voorwerp of hier de luchtkolom boven de limonade bereikt (een staande golf)

Een staande golf is eigenlijk het resultaat van 2 tegengesteld bewegende golven die met elkaar interfereren. En wel zo dat elk punt constuctief samenwerkt en daardoor de amplitude (maat voor de geluidssterkte) versterkt.

Voor golven geldt dat een kolom met 1 open en 1 gesloten uiteinde een staande golf kan geven als de lengte van de golf een golflengte λ heeft waarbij 

lengte kolom = een oneven aantal malen een 1/4 golflengte
(ook wel als L =  (2n+1) 1/4  λ geschreven)

Een bromvlieg, die allerlei frequenties en dus golflengtes "bromt", zal versterkt gehoord worden als zo'n golflengte precies een staande golf kan produceren in de luchtkolom.

 

(Dat beantwoordt ook een nabijgelegen vraag: waarom klinkt het geluid steeds hoger als een glas limonade wordt gevuld? Antwoord: de luchtkolom wordt steeds kleiner, dus alleen geluid met een steeds kortere golflengte kan een staande golf geven en daarmee het hoger wordende geluid geven (de overige frequenties van het geluid van inkolkende limonade wordt niet versterkt want het geeft geen staande golf)

Nargis op 06 mei 2012 om 16:54

Sorry, maar ik zit nog maar in de 2e dus ik snap niet echt wat je bedoelt.

Theo op 06 mei 2012 om 16:56

Nargis Fazel, 6 mei 2012

maar lucht is toch helemaal geen voorwerp?

Dat hangt af van wat je voorwerp noemt. Lucht bestaat uit gasvormige materie en als zodanig kan het in trilling komen. Dat kan een vloeistof ook (denk maar aan eb/vloed en watergolven)

De luchtdeeltjes kunnen heen en weer trillen rondom een evenwichtsstand (=definitie van een trilling). Daarbij produceren ze soms verdichtingen (hoge druk) en dan weer verdunningen (lage druk) in de lucht. Gemiddeld blijven de deeltjes op hun evenwichtsplaats, maar geven wel de trillingsenergie door van luchtdeeltje op luchtdeeltje.  Dat is wat het tot een golf maakt: de deeltjes naast elkaar trillen elk en geven die trilling door maar blijven netto op hun plek.  Een trilling heeft dan ook een medium nodig (snaar, touw, gas) om zich te kunnen voortplanten. De enig bekende uitzondering hierop is licht (elektromagnetische straling) dat zichzelf op bijzondere wijze kan voortplanten in niks (zoals zonlicht door het heelal toch op aarde komt). Maar lange tijd dacht men dat dit ook door een medium trilde dat men de naam "ether" gaf. Nu alleen nog in de radiowereld gebruikt als "we zijn in de ether".

Lucht en geluid leveren dan een zogenaamde longitudinale golf ("longitudinal wave applet" zoeken in Google geeft je allerlei bewegende voorbeelden).

 

 

Nargis op 06 mei 2012 om 17:01

Maar lucht is er toch gewoon altijd (behalve in een vacuüm dan)? Ik bedoel, anders zal toch elk geluid versterkt worden door resonantie?

 

 

Theo op 06 mei 2012 om 17:06

>Sorry, maar ik zit nog maar in de 2e dus ik snap niet echt wat je bedoelt

 

Dan kun je het hele verhaal samenvatten met "geluid is een trilling in lucht. Bepaalde trillingen worden versterkt doordat een luchtkolom de juiste lengte heeft. Dat gebeurt bij de bromvlieg. Sommige van zijn geluiden worden versterkt doordat die geluiden in de luchtkolom van het glas worden versterkt"

 

 

Jan op 06 mei 2012 om 17:14

Dag Nargis.

"Lucht" is in die zin inderdaad geen voorwerp.

maar

"een luchtkolom" zoals je die in het glas boven de limonade vindt is wél "een voorwerp" dat kan gaan meetrillen op een bepaalde frequentie, die afhangt van de lengte van die luchtkolom. Daarop zijn alle blaasinstrumenten gebaseerd, van de piccolo tot en met de orgelpijpen.

Hoe korter de luchtkolom, hoe hoger de toon waarbij die luchtkolom resoneert.

Wordt het zo misschien wat duidelijker?

Groet, Jan

Valcke op 04 maart 2015 om 21:01
Een leerling van mij wil als onderzoekscompetentie geluid in flessen met een verschillend waterniveau aantonen. 
Dat het hier over resonantie en staande golven gaat is ons duidelijk. 
Maar hoe gaan we hierbij practisch te werk? 
Moeten we verschillende tonen met behulp van een blokfluit boven de flessen spelen? En aan de hand van de frequentie van de toon de lengte van de luchtkolom boven het waterniveau berekenen? 
Hartelijk dank voor een eventuele reactie.



Theo op 04 maart 2015 om 21:37
Je kunt ook een toongenerator nemen boven een fles, een microfoon erin en het water in de fles langzaam laten toenemen. Er zullen dan lege fleslengten zijn waar precies een staande golf in past (oneven aantal 1/4 golflengtes past in het luchtgedeelte).
Valcke op 05 maart 2015 om 11:23
Hartelijk dank voor de reactie.
We proberen dit via een app. 
groetjes Hilde Valcke
Jan van de Velde op 05 maart 2015 om 17:28
Dat is inderdaad beter dan een blokfluit, want daarmee kun je ook boventonen maken, die heldere metingen in de weg zullen zitten. En zo kun je een toon ook langer vasthouden.
Een fles is trouwens niet het handigste of zuiverste omdat die nogal breed zijn in verhouding tot de hoogte. Maatcilinders werken fijner voor zo'n proefje. 

groet, Jan

Plaats een reactie

+ Bijlage

Bevestig dat je geen robot bent door de volgende vraag te beantwoorden.

Clara heeft dertig appels. Ze eet er eentje op. Hoeveel appels heeft Clara nu over?

Antwoord: (vul een getal in)