De invloed van de plaats van blokfluitgaten op de toonhoogte

Onderwerp: Elektrische stroom

Arnoud Kaldeway en Koert Jan Schonewille Johannes Calvijn Lyceum

Blokfluiten worden in het algemeen beschouwd als makkelijk bespeelbare instrumenten. Arnoud en Koert Jan wilden in hun onderzoek laten zien dat de blokfluit echter niet zo’n simpel instrument is. In onderstaande figuur is een schematische doorsnede van een blokfluit te zien.

Wanneer er door de kernspleet lucht geblazen wordt, zorgt het labium, bestaande uit een stukje hout, voor trillingen. Omdat er bij het labium een opening is, ontstaat hier een buik van de trilling. Bij het eerstvolgende open blokfluitgat bevindt zich ook een buik. De golflengte is de helft van de afstand van buik tot buik, in formule:

waarbij l de afstand is van het labium tot het eerste open blokfluitgat. In de Binas kan worden opgezocht welke frequenties bij welke tonen horen. Hieruit kan de golflengte l worden berekend:

hierin is v de geluidssnelheid (343 m/s bij 20 ° C) en f de frequentie. M.b.v. formule (1) kan dan bepaald worden welke afstand l bij welke toon/golflengte hoort. Uit deze gegevens zijn grafieken gemaakt, waarin de toon/golflengte is uitgezet tegen de afstand l.

De meeste blokfluiten bestaan uit 3 stukken; kop, middenstuk en voet. Om het meten te vergemakkelijken zijn deze stukken uit elkaar gehaald. Arnoud en Koert Jan hebben van verschillende blokfluiten gemeten welke afstand l van het labium tot het eerste open blokfluitgat bij welke toon hoort. Bij blokfluitlessen hebben ze geleerd welke grepen welke tonen produceren. Een greep is een bepaalde vingerzetting, dus een bepaalde combinatie van open en gesloten gaten. Dezelfde greep kan echter bij een andere blokfluittype een andere toon opleveren, daarom zijn er metingen gedaan aan verschillende blokfluiten. Naast de uit de lessen geleerde tonen, zijn de tonen ook bepaald door de frequentie te meten. Voor elke blokfluit is een grafiek gemaakt, waarin de geleerde toon/golflengte uitgezet is tegen de afstand l. Ook is er een grafiek gemaakt, waarin de gemeten toon/frequentie is uitgezet tegen de afstand l. Deze experimenteel verkregen grafieken zijn vergeleken met de theoretisch bepaalde grafieken. De grafieken zijn wel evenwijdig aan elkaar, maar er is overal een constante verschuiving te zien tussen de experimenele en theoretische (Binas) grafieken. Dit duidt op een systematische fout. Arnoud en Koert Jan hebben aangenomen dat de buik van een trilling direct onder het eerste open blokfluitgat ligt. De trilling is echter ook afhankelijk van de blokfluitgaten hierachter. De toon is lager wanneer de gaten hierachter allemaal dicht zijn dan wanneer ze open zijn. Een andere factor waar geen rekening mee is gehouden, is de grootte van het gat. Bij een grotere gat komt de buik dichter bij het gat te liggen. Wanneer met deze fouten rekening wordt gehouden, komt het experiment redelijk overeen met de theorie.