Golven en geluid
Zwevingen van twee bronnen
Druk op Start — kijk hoe golffronten interfereren; de waarnemer hoort zwevingen en y(t) toont de omhullende.
Zwevingen van twee bronnen — interactieve Golven en geluid-simulatie. Druk op Start — kijk hoe golffronten interfereren; de waarnemer hoort zwevingen en y(t) toont de omhullende. Gratis virtueel natuurkundelab in de browser met live SI-metingen en een begeleide rondleiding.
Zwevingen
Twee bronnen met iets verschillende frequenties geven een zwevingspatroon — een langzame stijging en daling van de hardheid.
Interferentie tussen f₁ en f₂ creëert een gecombineerde golf waarvan de amplitude moduleert op |f₁ − f₂|. De waarnemer hoort de zwevingsfrequentie.
- f_beat = |f₁ − f₂|
- Superpositie van golven
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
Twee luidsprekers spelen tonen van bijna dezelfde frequentie. Een luisteraar hoort de luidheid op en neer pulseren. Wat bepaalt hoe snel het pulseert?
Voorspellingen om te wegen
- Het pulsatietempo is gelijk aan de som van de twee frequenties.
- Het pulsatie- (zwevings-)tempo is gelijk aan het verschil van de twee frequenties.
- Het pulsatietempo is gelijk aan het gemiddelde van de twee frequenties.
Rollen van variabelen
Wat je instelt:
- Frequentie van bron 1 f₁ (Hz)
- Frequentie van bron 2 f₂ (Hz)
Wat je meet:
- Dragersfrequentie f_c (Hz)
- Slagfrequentie f_beat (Hz)
Hoe het onderzoek verloopt
- Open de voorinstelling two-source-beats en druk op Herstel. Bron 1 staat vast op 440 Hz.
- Zet de aflezingen van zwevingsfrequentie en draagfrequentie bij de waarnemer aan.
- Stel voor elke meting de frequentie van bron 2 in en noteer de zwevingsfrequentie.
Leidende vergelijking
Slagfrequentie — f_beat = |f₁ − f₂|
Als twee tonen van bijna gelijke frequentie samenvallen, pulseert hun interferentiepatroon in luidheid met een tempo gelijk aan het verschil van de twee frequenties.
Dragersfrequentie — f_c = (f₁ + f₂)/2
De toonhoogte die een luisteraar werkelijk waarneemt ligt dicht bij het gemiddelde van de twee bronfrequenties — de zweving is een langzame amplitudenpulsatie die bovenop die gemiddelde toon meebeweegt.
Wat het uitprintbare werkblad leerlingen laat uitwerken
- Reken voor één meting f_beat = |f₂ − f₁| uit en f_c = (f₁ + f₂)/2. Vergelijk beide met de tabel.
- Leg uit waarom een luisteraar één toon hoort dicht bij de draagfrequentie, met een luidheid die pulseert op de (veel langzamere) zwevingsfrequentie.
Waar dit buiten het lab opduikt
- Musici stemmen instrumenten door te luisteren naar zwevingen tussen hun noot en een referentietoon, en passen aan tot de zwevingen naar nul vertragen. Leg uit waarom nul zwevingen betekent dat de twee frequenties exact gelijk zijn.
- Als f₂ steeds dichter bij f₁ komt, wat gebeurt er dan met de zwevingsfrequentie? Wat hoor je in de grens f₂ = f₁?
- 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 Zwevingen van twee bronnen
- Selecteer de waarnemer
- Druk op Start
- Hoor de wiebel
- 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.