Undervisningskompendie i Lyd

Husk inden at have gennemgået svingning & bølger!!
Lyden i vores hverdag
 Vi kan lave lyd med en




højtaler som vi sætter i
svingninger.
Hvis den svinger mere end
20 gange pr. sek vil vi
kunne høre en dyb tone.
Lyden kalder vi for en tone,
når den svinger med en
konstant samme frekvens.
Når vi sætter frekvensen op
vil tonen blive lysere og
lysere, vi kan øre den indtil
den kommer op på ca
20.000Hz.
Frekvensen måles i hertz,
som forkortes til Hz
Lyde vi ikke kan høre!!
 Selv om vi ikke kan høre tonen fra









højtalerne, kan der stadig være en
lyd, når højtaleren bevæger sig.
Der er bare lyde som vi ikke kan
høre.
Svingningerne rammer vores øre, og
vi opfatter det som lyd.
Svingninger som er for hurtige eller
for langsomme, kan vi ikke opfatte,
selvom de stadig er der.
Frekvensen er hvor hurtigt en
svingning er.
Den bestemmer ”tonehøjden”
Amplituden bestemmer lydstyrken.
Den lyd som ligger under 17 Hz.
kaldes for infralyd.
Den lyd som ligger over 20.000Hz.
kaldes ultralyd.
Heraf navnet ultralyd scanning.
Fakta om bølgelængde og frekvens
 Når bølgelængden er kort, er der plads til flere, derfor





bliver frekvensen høj.
Man siger også at der er plads til flere bølger pr. sek.
Når frekvensen er lav, går der længere tid, mellem at
højtaleren skubber luften frem.
Derfor kan den ikke nå at lave så mange bølger pr. sek.
Kort bølgelængde = høj frekvens
Lang bølgelængde = lav frekvens
Kort bølgelængde
Lang bølgelængde
Høj / lys tone
Høj frekvens
Lav frekvens
Dyb / mørk tone
Lydens fart!!
Start tæller
 Lydbølger udbreder sig med
bestemt fart.
 Tordenvejr
 Mand med hammer
 Ved at sende en reflekterende lyd af
sted, kan vi måle hvor lang tid der
går før den kommer tilbage igen.
 Eller ved at sætte 2 mic. Op med en
given afstand mellem hinanden,
 og således sender lyden først forbi
den ene mic.
 Og så den anden.
 Den ene starter en tæller den anden
stopper den igen, således har vi nu
tiden, fra mic. 1 til mic. 2
 I begge tilfælde måler vi den tid det
tager for lyden at komme fra et
punkt til et andet.
Afstand
Fx 2m
Stop tæller
Lydbølgers egenskaber
 For at vi kan sige at lyd er bølger, skal de have de
samme egenskaber som bølger, derfor må vi påvise
de 4 egenskaber
 Bølger kan gå gennem hinanden, påvises ved at vi
kan snakke i munden på hinanden.
 At lyd kan bøje om hjørner, vises ved at lyden kan
bevæge sig omkring en væg
 At lyd kan reflektere, ser vi ved et simpelt ecco.
 At lyd kan interfererer vises, ved at sende en tone ud
af 2 højtalere, som her danner døde punkter, eller
ved stående lydbølger
 I haller opstår der døde punkter, på gulvet hvor
lyden ikke er så høj.
 De områder svarer til interferens striberne i
bølgekaret.
Refleksion af lydbølger
 Vi kender at en mur kan
reflektere, men den gør
det også på en bestemt
måde.
 Som en billardkugle
rammer banden vil lyden
også reflekteres.
 Vi siger at den vinkel
som lyden rammer med,
vil også være den vinkel
som den forlader den
med igen.
Højtaler
Væg/
hård overflade
V- ind
V- ud
Reflekterende lyd
Stående lydbølger
 Vi ved at lyden kan reflekteres.
 Når den kommer lige tilbage i samme retning,
som den kom fra.
 Vil bølgerne møde hinanden og danne
interferens.
 Normalt vil de to bølger modarbejde
hinanden.
 Men ved bestemte afstande, vil de forstærke
hinanden.
 Det gør de når den lydbølge som er på vej
tilbage, svinger i takt med den som er på vej
ind.
 De svinger i takt hver gang de to bølger ligger
oven i hinanden
 Det gør de ved hver halve bølgelængde.
 Ved at køre stemplet helt ud, kan vi finde det
første knudepunkt.
 Det kommer ved ¼ bølgelængde inde.
 Men nr 2 kommer ½ bølgelængde inde.
 Der kommer en høj tone ved
knudepunkterne.
Bølgeformlen v= λ* frekvens
hastighed (v) = Bølgelængden(λ) *frekvens(f)
Resonans-rør
 Som ved bølger, kan vi også lave stående









Ved en temp. på20 grader,
vil lyden hastighed være 340 m/s
lydbølger, den kan man ved hjælp af et
langt rør med et stempel i , hvorved vi kan
regulerer længden på røret
Vi skal prøve at se om vi kan finde
bølgelængden på lyden, ved at bruge røret
og bølgeformlen.
Vi kender lydens hastighed og vil nu finde
bølgelængden.
Vi ved at der kommer er knudepunkt for
halve bølgelængde.
Der hvor vi får en høj tone første gang er
der et knudepunkt.
Anden høje tone er ved andet knudepunkt. Bølgeformlen v= λ* frekvens
Vi kender nu afstanden mellem de to
hastighed (v) = Bølgelængden(λ) *frekvens(f)
knudepunkter, og kender dermed længden
på en ½ bølgelængde.
Denne afstand ganges med 2, og vi har 1
bølgelængde
Nu kan vi så finde frekvensen. Ved at
bruge formlen
Kære elever lær at omskrive de formler….
Lydbilleder
 Vi har 4 grundbegreber inden








for lyd.
Toner
Klange
Støj
Brag
En tone er en symmetrisk
kurve, med en konstant
frekvens, kan frembringes
med en stemmegaffel, eller
datastudie
Kammer tonen er på 440Hz
Stemmegafler en rene toner,
som ikke er overlejret med
overtoner.
Overtonerne er afgørende for
tonens klang.
Lydbilleder 2
 På en guitar er jo strenge, som kan svinge
 når en streng svinger, uden man holder en
finger på brættet, vil den svinge i sin
grundtone.
 Vi kan få den til at lyde anderledes, hvis vi
gør strengen kortere, ved at sætte en finger
på.
 Grundtonen er afgørende for tonens frekvens
 overtonerne er afgørende for tonens klang,
her på kendes fx, om det er en guitar el. tuba.
 Alle strenge instrumenter frembringer
stående bølger
 Kassen er forstærkningen på guitaren,
strengene sætter kassen i svingninger, i
fysikken kalder vi det for en resonanskasse
 En tone er karakteriseret ved 3 ting.
 Tonehøjden , som bestemmes af frekvensen
 Lydstyrken som bestemmes af amplituden
 Klangfarven, bestemmes af mængden af
overtoner, og tone giverens udformning.
Støj
 Er lyde vi sjælden ønsker
at høre.
 Kan være forskellig fra
person til person.
 Kan være lyde med en
masse forskellige
frekvenser.
 Og kan være skadeligt
for hørelsen.
Lydstyrke & tonehøjde
 Vi kan ikke høre alle frekvenser lige






godt, selvom der er inden for det
hørbare område
Vi hører nogle frekvenser bedre end
andre
Med en app til vores smartphone,
kan vi teste hvilke frekvenser vi
opfatter som kraftigere.
Det er fordi vores øre ikke, er lige
følsomt overfor tryk ved alle
frekvenser
På kurven kan vi se at der er
omkring 4000Hz vi kan høre de
svageste lyde, og derfor er mest
følsomt.
Den mindste amplitude vi kan høre
ved alle frekvenser, kaldes
høregrænsen.
Den største amplitude vi kan høre ,
inden det bliver til smerter, kaldes
smertegrænsen.
Lydbølger er trykbølger
 Jo større trykket er mod øret, jo mere energi er der i lydbølgen
 Amplituden er et udtryk for hvor meget energi der er i en svingning./
fortætning.
 For at kende energien i en lydbølge, skal man også kende hvor mange
fortætninger den bringer pr. sek. Altså frekvensen
 Mellem frekvensen amplituden og energien er der denne sammenhæng
 En lydbølge med fordoblet amplitude indeholder 4 gange så meget energi.








Forudsat frekvensen er uændret
En lydbølge med fordoblet frekvens indeholder fire gange så meget energi.
Forudsat amplituden er uændret
Halverer vi amplituden og fordobler frekvensen el. omvendt. Vil energien være
konstandt
Når vi skruer op vore ipod, ændre vi på amplituden dvs. vi tilfører mere energi
til højtalerne.
Dermed også til luften og vi øger således energien i lydbølgerne, som resulterer
i et øget tryk mod ørets trommehinde.
Energien i en lydbølge er afhængig af frekvensen og amplituden
Når energien i en lydbølge fordobles øger vi lydniveauet med 3 decibel
Når lydniveauet stiger med 10 dB oplever vi en fordobling af lyden
Alle lyde ”slider” på vores hørelse, også dem vi ikke kan høre dvs. infra og ultra
Dopplereffekten
 Knald
Valgemner
 Knald