Hoofdstuk 2 Golven

Belangrijke onderwerpen Golven in water (§2.1) Golven in een touw (§2.2) Geluidsgolven (§2.3) Elektromagnetische golven (§2.4) Rekenen met grote getallen

Golven in het water Tsunami

Golven in het water Watergolven ontstaan doordat moleculen bewegingsenergie doorgeven (door botsingen). De moleculen zelf verplaatsen niet.

Golflengte & amplitude Golflengte (λ): De afstand tussen twee (toppen van) golven. Amplitude (A): De hoogte van een golf ten opzichte van de evenwichtstand.

Golfsnelheid Golfsnelheid (v): De snelheid waarmee de (top van een) golf zich verplaatst. Stel: Een surfer die zich 102 meter uit de kust bevindt wordt door een golf in 16,2 seconden meegevoerd naar het strand. s = 102 m t = 16,2 s Je kunt de golfsnelheid bepalen volgens 𝑣= 𝑠 𝑡 = 102 16,2 ≈6,3 𝑚/𝑠

Golven in een touw Hand beweegt niet Hand beweegt 2 keer omhoog en omlaag. Hand beweegt 4 keer omhoog en omlaag.

Frequentie van golfbewegingen Frequentie (f): Het aantal trillingen/golven per seconde (in Hz). f = aantal keer dat de hand op en neer gaat in één seconde. f = aantal keer dat een molecuul ronddraait per seconde.

Frequentie Symbool: f Eenheid: Hertz (Hz) Frequentie 𝑓= 1 𝑇 Het aantal trillingen/ golven per seconde 𝑓= aantal trillingen 𝑡

Trillingstijd Symbool: T Eenheid: seconde (s) Trillingstijd 𝑇= 1 𝑓 De tijdsduur van één trilling/golf 𝑇= 𝑡 aantal trillingen

Uitwerking opdracht 14 Geg: λ = 1,0 m t = 1,2 s 1,5 trilling Gevr: vgolf Opl: 𝑣 𝑔𝑜𝑙𝑓 = 𝑠 𝑡 𝑠=1,5∙λ=1,5∙1=1,5 𝑚 𝑣 𝑔𝑜𝑙𝑓 = 1,5 1,2 =1,25 𝑚/𝑠 Trillingstijd = tijdsduur van 1 trilling 𝑇𝑟𝑖𝑙𝑙𝑖𝑛𝑔𝑠𝑡𝑖𝑗𝑑= 1,2 𝑠𝑒𝑐𝑜𝑛𝑑𝑒 1,5 𝑡𝑟𝑖𝑙𝑙𝑖𝑛𝑔 =0,8 𝑠 Gevr: T

Lopende golf Als een golf tegen een vast uiteinde ‘’terugkaatst’’ dan krijgt de golf een tegenovergestelde vorm en richting. Lopende golf bij vast uiteinde Vast uiteinde (muur) Vast uiteinde (muur)

Staande golf Staande golf: Golf die ontstaat doordat heen- en terugkaatsende golven op sommige punten met elkaar ‘’samenwerken’’ en op sommige punten elkaar ‘’tegenwerken’’. Staande golf

Uitwerking opdracht 15 Geg: l = 1,50 m f = 50 Hz 2,5 golflengte Gevr: Opl: 2,5 λ=1,50 𝑚 λ= 1,50 2,5 =0,6 𝑚

Grond- & boventonen Grondtoon: Staande golf waarbij de lengte van de snaar precies ½ λ is. Vast uiteinde Buik Knoop Knoop 60 cm Schema grondtoon: knoop - buik - knoop Trillingen in gitaarsnaren

Grond- en boventonen B K B B K K B B B K K K K Grondtoon 1e boventoon In een snaar (lengte l) kunnen slechts bepaalde golven bestaan. Lengte snaar (l) = ½ λ  λ = 2·l Grondtoon Lengte snaar (l) = λ  λ = l 1e boventoon Lengte snaar (l) = 1½ λ λ = ⅔ l 2e boventoon B K Grondtoon B B K K 1e boventoon B B B K K K K 2e boventoon

Geluidsgolven

Geluid en antigeluid Geluidsgolven gedragen zich net zoals golven in een touw. In een staande geluidsgolf krijg je dus punten waar de geluidsgolf versterkt wordt (buiken) en punten waar de golf uitdooft (knopen). 2D Rubens buis Cymatics

Golfformule Eenheid: meter per seconde (m/s) Symbool: v Golfsnelheid De snelheid waarmee een golf zich verplaatst 𝑣=𝑓∙λ

Ultrasoon en infrasoon geluid De gehoorgrenzen van mensen liggen tussen de 20 en 20.000 Hz. Ultrasoon geluid: Geluid met een frequentie boven 20.000 Hz. Infrasoon geluid: Geluid met een frequentie onder 20 Hz.

Elektromagnetische golven Bewegen met de snelheid van het licht (300.000 m/s) Hebben geen medium (tussenstof) nodig Zijn overal om ons heen Gamma straling X-ray golven Ultraviolette golven Lichtgolven (zichtbaar licht) Infrarode golven Microgolven Radiogolven Elektromagnetisch spectrum Golflengte neemt toe Frequentie neemt af