Golven en geluid
Rijke klankkleur (boventonen)
Druk op Start — vergelijk een zuivere toon met harmonische partiëlen op de oscilloscoop.
Rijke klankkleur (boventonen) — interactieve Golven en geluid-simulatie. Druk op Start — vergelijk een zuivere toon met harmonische partiëlen op de oscilloscoop. Gratis virtueel natuurkundelab in de browser met live SI-metingen en een begeleide rondleiding.
Klankkleur en boventonen
Echte instrumenten produceren een grondtoon plus boventonen. De mix van boventonen bepaalt de klankkleur.
Een Fourierreeks van sinusgolven op gehele veelvouden van de grondtoon bouwt complexe golfvormen. Verschillende boventoongewichten veranderen het klankkarakter.
- Grondtoon + boventonen
- Klankkleur = harmonische mix
Onderzoeksnota
Plan de vraag voordat je het lab opent
De samenvatting spiegelt de voorgerenderde pagina: leidende vraag, concurrerende voorspellingen, rollen van variabelen, bepalende wetten, opstelling, analyse- en verdiepingsvragen blijven zichtbaar en in deze volgorde.
Leidende vraag
Een muziektoon van 220 Hz klinkt anders dan een pure sinus van 220 Hz — hij heeft 'kleur' of klankkleur. Wat is er eigenlijk anders aan zijn geluidsgolf?
Voorspellingen om te wegen
- De toon is gewoon een luidere versie van dezelfde pure 220 Hz-golf.
- De toon heeft een andere grondtoonhoogte dan 220 Hz.
- De toon is een mix van de grondtoon plus hogere boventonen met verschillende sterktes.
Rollen van variabelen
Wat je instelt:
- Boventoonnummer n
Wat je meet:
- Frequentie n·220 Hz
- Amplitudeverhouding (t.o.v. grondtoon)
Hoe het onderzoek verloopt
- Open de voorinstelling rich-timbre en druk op Herstel. De bron zendt een grondtoon van 220 Hz uit, gemengd met specifieke hogere boventonen.
- Zet de weergave van het boventoonspectrum bij de waarnemer aan.
- Lees voor elke rij de amplitude van de vermelde boventoon af ten opzichte van de amplitude van de grondtoon.
Wat het uitprintbare werkblad leerlingen laat uitwerken
- Zet de frequentie van elke boventoon in je tabel als n × 220 Hz op een rij en vergelijk je genoteerde amplitudeverhoudingen met de spectrumweergave.
- De 2e en 4e boventoon hebben in deze toon amplitude nul, terwijl de 1e, 3e en 5e (alle oneven) aanwezig zijn. Wat zegt een spectrum met alleen oneven boventonen over de vorm van de golf?
Waar dit buiten het lab opduikt
- De toon van een klarinet wordt gedomineerd door oneven boventonen, net als deze, terwijl de toon van een viool ook sterke even boventonen bevat. Leg uit waarom twee instrumenten die exact dezelfde grondtoonhoogte (220 Hz) spelen toch volledig anders klinken.
- Een stemvork geeft een bijna pure toon (alleen de grondtoon, geen hogere boventonen). Hoe zou zijn staafdiagram van het spectrum er anders uitzien dan dat van dit experiment?
- AP Physics 2 — Unit 14: Waves, Sound, and Physical Optics
- IB Physics — C.3 Wave phenomena
- General High School Physics — Waves & sound
- NGSS High School Physics — Wave properties
- Welkom bij Rijke klankkleur
- Selecteer de bron
- Druk op Start
- Harmonisch recept
- Open het eigenschappenpaneel
- Gelukt!
Open de interactieve simulatie om de scène te bouwen, druk op Start en verken met live metingen en een begeleide rondleiding.