Geluidsgolven optellen (quantum)

Onderwerp: Geluid, Quantumwereld, Trilling en golf

Golven vertonen interferentie. Daarom kan je geluidsgolven optellen.

Deze opgave komt uit de lesmethode Pulsar (3e editie) Natuurkunde 6 vwo leerboek, uit het hoofdstuk Quantumfysica. Uitgeverij: Noordhoff Uitgevers bv.

Speaker_figuur_1
Figuur 1: A en B luisteren naar twee luidsprekers die dezelfde toon produceren. Op zowel punt A als punt B vindt constructieve interferentie plaats (de golven zijn in fase en versterken elkaar). Het weglengte-verschil L1-B en L2-B is precies 1 golflengte, en van L1 naar A is precies even lang als van L2 naar A.

Bekijk figuur 1. De geluidssnelheid is 340 m/s en de frequentie is 400 Hz.

Vraag a. Bereken de golflengte van het geluid.

$\lambda = \frac{v}{f} = \frac{340}{400} = 0,\!85 \text{ m}$

Vraag b. Leg uit of de afstand AB groter of kleiner wordt als je de proef met een hogere toon uitvoert. Persoon B zoekt weer de plaats van het minimum op.

De lengtes in de figuur staan allemaal in verhouding met de golflengte. Als de golflengte kleiner wordt dan wordt de afstand AB dus ook kleiner.

Vraag c. Leg uit waardoor deze proef met luidsprekers buiten beter lukt dan in een klaslokaal.

In een klaslokaal heb je ook te maken met de reflecties van het geluid tegen de wanden van het lokaal. Hierdoor wordt het interferentiepatroon onduidelijker.

Vraag d. Hoe kun je ervoor zorgen dat de middellijn een knooplijn wordt?

Als het geluid van de twee luidsprekers in tegenfase is ontstaat in het midden geen buik- maar een knooplijn.