Verken hoe klank as 'n longitudinale golf beweeg, waarom dit 'n medium nodig het, en hoe frekwensie en amplitude die toonhoogte en hardheid bepaal wat ons hoor.
Klank is 'n vorm van energie wat as 'n meganiese golf beweeg — 'n versteuring wat deur 'n materiële medium beweeg deurdat dit deeltjies laat vibreer. Klank word geproduseer wanneer 'n voorwerp vibreer: 'n kitaarsnaar, 'n stemband, 'n luidspreker-koon of 'n stemvurk laat almal nabygeleë lugdeeltjies oscilleer, en daardie oscillasies beweeg na buite as klank.
Klank is 'n longitudinale golf: die deeltjies van die medium vibreer parallel aan die rigting waarin die golf beweeg. Dit skep afwisselende gebiede van:
Vergelyk dit met 'n dwarsgolf (soos lig of 'n golf op 'n tou), waar deeltjies loodreg op die rigting van beweging vibreer. Klank is altyd longitudinaal in gasse en vloeistowwe.
| Eienskap | Definisie | Effek op klank | Eenheid |
|---|---|---|---|
| Frekwensie (f) | Aantal volledige vibrasies (siklusse) per sekonde. | Bepaal toonhoogte. Hoër frekwensie = hoër toonhoogte. | Hertz (Hz) |
| Amplitude (A) | Maksimum verplasing van deeltjies vanaf hul rustoestand. | Bepaal hardheid. Groter amplitude = harder klank. | meter (m) — hardheid in desibel (dB) |
| Golflengte (λ) | Afstand tussen twee opeenvolgende kompressies (of verdunnings). | Verwant aan toonhoogte; korter golflengte = hoër frekwensie. | meter (m) |
| Periode (T) | Tyd wat een volledige vibrasie neem. | T = 1/f. Laer frekwensie = langer periode. | sekondes (s) |
| Spoed (v) | Hoe vinnig die golf deur die medium beweeg. | Hang af van die medium, nie die bron nie. | meter per sekonde (m/s) |
Waar v = golfspoed (m/s), f = frekwensie (Hz), λ = golflengte (m).
Klank beweeg vinniger deur digter, meer elastiese media omdat deeltjies nader aan mekaar is en die vibrasie vinniger kan oordra.
| Medium | Spoed van klank (ongeveer) |
|---|---|
| Lug (20°C) | ~340 m/s |
| Water | ~1 480 m/s |
| Staal | ~5 100 m/s |
| Hout | ~3 800 m/s |
Die menslike oor kan klanke in die frekwensiebestek van ongeveer 20 Hz tot 20 000 Hz (20 kHz) waarneem.
Klank, soos alle golwe, kan gereflekteer word. Wanneer 'n klankgolf teen 'n harde oppervlak tref, kaats dit terug — dit word 'n weerklank genoem. Weerklanke benodig dat die reflekterende oppervlak minstens ~17 m weg is (sodat die gereflekteerde klank terugkeer nadat die oorspronklike klank geëindig het — minstens 0,1 s later).
Verstel frekwensie en amplitude met die skuiwers. Kyk hoe die golf intyds verander — die kompressiediagram wys hoe deeltjies saamdrom en versprei. Die toonhoogtemeter wys waar jou frekwensie val.
| Medium | Spoed van klank (m/s) | Golflengte by 500 Hz (m) |
|---|---|---|
| Lug (20°C) | 340 | ? |
| Water | 1 480 | ? |
| Staal | 5 100 | ? |