Wat is geluid?

Geluid is een vorm van energie en ontstaat wanneer luchtmoleculen trillen en bewegen in een patroon dat golven wordt genoemd. Deze golven hebben een amplitude, frequentie, en lengte. Geluid is dus de term om te beschrijven wat wordt gehoord wanneer geluidsgolven door een medium naar het oor gaan. Als er bijvoorbeeld op een trommel wordt geslagen trilt de trommel. De trillingen laten luchtmoleculen bewegen welke naar ons oor “reizen”.

Hoe hoor ik geluid?

Het horen van geluid hangt af van en samen een reeks stappen die geluidsgolven in de lucht in elektrische signalen veranderen. Onze gehoorzenuwen dragen deze signalen over naar de hersenen. Geluidsgolven komen het buitenoor binnen en reizen door een smalle doorgang, onze gehoorgang, die naar het trommelvlies leidt.

Ons trommelvlies vibreert door de inkomende geluidsgolven en stuurt deze trillingen naar drie kleine botjes in ons middenoor. Deze botjes zijn de hamer, aambeeld en stijgbeugel. De botjes in ons middenoor versterken of vergroten de geluidstrillingen en sturen ze door naar het slakkenhuis. Dit is een slakvormige structuur wat gevuld is met vloeistof en zich bevind in het binnenoor.

Een elastische scheidingswand loopt van het begin tot het einde van het slakkenhuis en splitst het in een bovengedeelte en ondergedeelte. Deze scheiding wordt het basilaire membraan genoemd omdat het dient als de basis of begane grond waar de belangrijkste gehoorstructuren zitten. Zodra de trillingen een rimpeling in de vloeistof van het slakkenhuis veroorzaken, ontstaat een lopende golf langs het basilaire membraan.

Haarcellen (dit zijn sensorische cellen bovenop het basilaire membraan) rijden op de golf. Haarcellen bij het brede uiteinde van het slakkenhuis detecteren hogere tonen zoals een fluitende merel. Degenen die een positie hebben dichter bij het midden detecteren geluiden met een lagere toon zoals het loeien van een koe. Terwijl de haarcellen op en neer bewegen, stoten microscopisch kleine haarachtige uitsteeksels (stereocilia) die bovenop de haarcellen zitten, tegen een bovenliggende structuur en buigen. Door dit buigen worden poriënachtige kanalen, die zich aan de uiteinden van de stereocilia bevinden, geopend.

Wanneer dat gebeurt, stromen chemicaliën de cellen binnen en creëren een elektrisch signaal. De gehoorzenuw draagt dit elektrische signaal naar de hersenen, waardoor het een geluid wordt dat we herkennen en begrijpen.

Welk geluid horen we?

De meeste mensen kunnen geluiden horen met frequenties van ongeveer 20 Hz tot 20.000 Hz. Het beste horen we geluiden in het bereik van 1.000 Hz tot 5.000 Hz. Daar staat namelijk de menselijke spraak centraal. Gehoorverlies kan het frequentiebereik dat we kunnen horen verminderen. Het is normaal dat we het vermogen om hogere frequenties te horen verliezen naarmate we ouder worden.

Als het over de het geluidsniveau gaat heeft menselijk oor een dynamisch bereik van 1 dB (gehoordrempel) tot 130 dB. Dit geldt dan voor het middenfrequentiebereik (1-2 kHz). Voor lagere of hogere frequenties wordt de dynamiek smaller. Belangrijk hierbij zijn twee zaken. Onder de 23 decibel horen we het geluid moeilijk en boven de 90 dB raakt het binnenoor permanent beschadigd. Vanaf 65 decibel (voor een korte periode) spreken we over geluidshinder.

Wat zijn de karakteristieken van geluid?
Frequentie verwijst naar het aantal trillingen dat per seconde optreedt. Weinig trillingen produceren een laag geluid terwijl meer trillingen een hoger geluid produceren. De frequentie wordt gemeten in Hertz (Hz).

De intensiteit van geluid hangt af van de amplitude van de trillingen. Hoe groter de amplitude, hoe harder het geluid. Hoe kleiner de amplitude, hoe zachter het geluid. Intensiteit meten we in decibel (dB).

De duur hangt af van de tijdsduur dat de omgeving wordt verstoord. Dit meten we in seconden (s).

Milieu invloeden op geluid
Snelheid
Geluidsgolven bewegen zich met 340 meter per seconde in lucht, 1500 meter per seconde in water en met nog hogere snelheden in dichtere materialen. Door bot bijvoorbeeld met 3500 meter per seconde en door staal met 6000 meter per seconde. In een vacuüm zonder materie kan geluid zich niet voortplanten. Het weer beinvloed ook de voortplantingssnelheid van geluid door de vochtigheidsgraad of temperatuur.

Impedantie
Een geluidsgolf kan moeilijkheden ondervinden om van de ene omgeving naar de andere over te gaan, omdat elke omgeving een weerstand oplegt die kan variëren in sterkte, impedantie genaamd. Daarom kan een geluidsgolf die zich gemakkelijk door de lucht voortplant, moeilijk waar te nemen in water, aangezien dit een hoge impedantie heeft.

Voorbeeld: Als je in het zwembad je hoofd onder water houdt kun je de persoon die boven water praat niet horen. Geluiden die onder water worden geproduceerd hoor je echter prima. Zoals een buitenboordmotor van een boot op 100 meter afstand.

Meer informatie kunt u hier vinden bij Geluidsmetingen.com