Hogere natuurkunde

Onderwerp: Geluid

Een opgave van de redactie van Stichting Exaktueel. Op basis van artikelen in de media worden opgaven gemaakt die aansluiten bij het natuurkunde-onderwijs in het voortgezet onderwijs.

Van Ellen Deckwitz is in 2019 de gedichtenbundel Hogere natuurkunde verschenen. In de Groene Amsterdammer van 31 oktober 2019 wordt die besproken. Een van de gedichten beschrijft dat de zestienjarige verteller tijdens het blokuur natuurkunde hoort dat er een dode kamer bestaat met een geluidssterkte van -9,4 decibel. 

Studio’s die gebruikt worden voor opnamen van muziek of  voor radio-uitzendingen zijn meestal niet helemaal ‘dood’, maar wel bijna. 

a) Zoek op wat bedoeld wordt met een dode kamer

Een dode kamer is een ruimte voor akoestische metingen. De wanden, vloer en plafond absorberen het geluid maximaal en reflecteren dus vrijwel niets.

b) Noem drie dingen die je zou kunnen doen als je thuis een zo ‘dood’ mogelijke kamer wilt maken.

Absorberende wanden van eierdozen, absorberende vloer door tapijt, absorberend plafond door zachtboard, verminderde reflectie van de ramen door gordijnen

Je weet natuurlijk dat geluidssterkte uitgedrukt wordt in decibel.De decibel is een lastige eenheid. De reden is dat horenniet lineair is, dat wil zeggen: als bijvoorbeeld in een koor tien mensen een lied zingen is het geluid dat je hoort niet tien keer zo hard als bij één zanger. Je ervaart dat geluid van tien zangers als een verdubbeling van de luidheid.

Bij zien is dat anders;  zien is wel lineair.

c) Bedenkt een voorbeeld waaruit blijkt dat zien lineair is.

Kijk bijvoorbeeld naar een stoeptegel. Dan zie je heel goed dat tien tegels op een rij tien samen keer zo lang zijn.

d) Zoek in je boek (of op veiligheid.nl) wat de geluidssterkte is in de situaties van figuur 2.

Babykamer 25 dB, schoolklas 60dB, drilboor 95 dBen laag overvliegend vliegtuig 110 dB

e) Zoek op bij welke geluidssterkte het pijn doet aan je oren.

De pijngrens wordt meestal gelegd bij 120 dB (maar kan van persoon tot persoon verschillen)

Er is een uitdrukking ‘je kunt een  speld horen vallen’. Dan is het héél stil, dat is ongeveer 10 dB. Nog stiller is 0 dB. Dat is de ‘gehoordrempel’.

f) Wat wordt hiermee bedoeld?

Dat is de geluidssterkte waarbij het voor het menselijk gehoor volkomen stil is (ook al kan met een decibelmeter nog wat geluid geregistreerd worden) 

g) Bedenk hoe het mogelijk is  dat in een dode kamer de geluidssterkte negatief is (bijvoorbeeld -9,4 dB).

Het menselijk gehoor is fantastisch, maar niet perfect. Als mensen ervaren dat het volkomen stil is (0 dB dus), dan kan er toch een geluidsbron zijn. Bij nóg zwakker geluid is de geluidssterkte dan beneden nul. Een decibelmeter registreert het. Maar het is eigenlijk wel vreemd om dan van ‘geluid’ te spreken. (Je zou dit kunnen vergelijken met infraroodstraling. Die kunnen wij niet zien; wij noemen het daarom geen ‘licht’.)

Tot slot een uitstapje buiten de natuurkunde. Voor dichteres Ellen Deckwitz staat de dode kamer symbool voor het zwijgen van grootmoeder. Daardoor heeft zij kunnen overleven ondanks haar ellendige jeugd. 

h) Zegt de symbolische dode kamer hier iets over Deckwitz of over haar grootmoeder?

Het gaat over een ruimte waarin geen enkel geluid te horen is, nog minder dan de gehoordrempel. Dat zegt dus iets over de luisteraar – dat is Deckwitz.

Maar je kunt ook zeggen: het is een ruimte waar geen enkel geluid uitkomt en dan zegt het iets over de bron – dat is haar grootmoeder