InfoNu.nl > Wetenschap > Natuurkunde > Licht vs geluid

Licht vs geluid

Licht vs geluid Licht en geluid: je wordt er continu aan blootgesteld en het zijn beide fundamentele onderwerpen in de natuurkunde. Maar als je moeite hebt met het begrijpen van wat er nu eigenlijk precies gebeurt tussen licht- of geluidbron en je zintuigen, ben je zeker niet de enige. Het leuke is dat licht en geluid behoorlijk wat overeenkomstige eigenschappen hebben, omdat het beide golven zijn. Het vergelijken van deze twee natuurkundige verschijnselen kan daarom heel inzicht gevend zijn. Eerst even ons geheugen opfrissen en ons voorstellingsvermogen activeren ...

Geluid

Geluid wordt veroorzaakt door een geluidsbron: een trillend object. Denk bijvoorbeeld aan een trommel. Als je hier op slaat zal het horizontale vel zeer snel op en neer gaan bewegen. Het trommelvel brengt op deze manier de luchtmoleculen boven het vel in beweging wat ervoor zorgt dat een serie luchtdrukverschillen zich zullen voortplanten door de lucht. Wanneer deze serie luchtdrukverschillen je oren bereiken, brengen deze je trommelvlies aan het trillen wat je zult waarnemen als ‘geluid’. Deze serie voortplantende luchtdrukverschillen wordt als een golf voorgesteld met pieken bij drukmaxima en dalen bij drukminima. Een hoge frequentie (aantal geluidsgolven per seconde) geeft een hoge toon, een lage frequentie een lage toon.

Licht

Wat licht precies is en hoe het ontstaat, is wat lastiger te begrijpen dan geluid. Licht kan gezien worden als een snelle stroom lichtdeeltjes (fotonen) of juist als een elektromagnetische golf. Dit artikel beperkt zich tot de benadering van licht als een golf, omdat dit ons helpt bij het vergelijken van de eigenschappen van licht met die van geluid.
Licht wordt, net als geluid, veroorzaakt door een bron: een lichtbron. De lichtbron zendt dus een elektromagnetische golf uit. Dit is een golf bestaande uit een zich voortplantend, van richting wisselend elektrisch veld (E), loodrecht op een zich voortplantend wisselend magnetisch veld (B). De combinatie van ‘zich voortplanten’ met de ‘wisselende velden’ resulteert in de golfbeweging. Zo begint in onderstaande afbeelding het elektrisch veld bijvoorbeeld in de negatieve z-richting, en als de golf zich verder voortplant wisselt hij op een gegeven moment van de negatieve naar de positieve z-richting. Wanneer deze golf onze ogen bereikt nemen we het waar als ‘licht’. De golflengte bepaalt de kleur van het licht.

Overeenkomsten en verschillen

Zoals hierboven uitgelegd gedragen licht en geluid zich dus beide als een golf. Een belangrijk verschil is wel dat licht een transversale golf is (oscillatierichting loodrecht op voortplantingsrichting) en geluid een longitudinale golf (oscillatie zelfde richting als voortplanting).

Licht en geluid gaan beide van bron, door medium met een zekere snelheid, naar de zintuigen. In tegenstelling tot geluid heeft licht geen medium nodig om zich te kunnen voortplanten, licht kan zich dus ook door vacuüm voortplanten. Geluid heeft een medium nodig om de serie drukverschillen te kunnen creëren.

Het medium waarin licht of geluid zich voortplant kan ook een ander medium zijn dan lucht, water bijvoorbeeld. De snelheid waarmee het licht of geluid zich voortplant hangt af van het betreffende medium en wordt beschreven door de licht- of geluidbrekingsindex (deze zijn niet gelijk aan elkaar!). De brekingsindex van licht wordt gegeven door de verhouding van de lichtsnelheid in vacuüm met de lichtsnelheid in het medium (n = c / v). Omdat geluid zich niet kan voortplanten in vacuüm wordt de brekingsindex van geluid gegeven door de verhouding van de geluidssnelheid in lucht met de geluidssnelheid in het medium (n = v_lucht / v). De lichtsnelheid in lucht is nagenoeg gelijk aan de lichtsnelheid in vacuüm. In de tabel hieronder worden de licht- en geluidssnelheid met elkaar vergeleken in lucht en in water. Licht gaat dus langzamer in water dan in lucht terwijl geluid in water juist veel sneller gaat dan in lucht.

Lichtsnelheid (m/s)Geluidssnelheid (m/s)
Lucht3,00 * 10^8343
Water2,25 * 10^81484

Bij de overgang van verschillende brekingsindices (bijvoorbeeld bij het oppervlak van water) zal licht of geluid, afhankelijk van de invalshoek, geheel of gedeeltelijk gereflecteerd worden óf zich volledig voortplanten in het tweede medium. In het laatste geval zal de golf veranderen van richting (tenzij de golf loodrecht invalt).
© 2014 - 2017 Laury, het auteursrecht van dit artikel ligt bij de infoteur. Zonder toestemming van de infoteur is vermenigvuldiging verboden.
Gerelateerde artikelen
Het Doppler-effectIedereen kent het fenomeen: je hoort van ver een ziekenwagen met loeiende sirene aankomen en wanneer hij voorbij geraasd…
Het Lichaam: de orenHet oor zorgt er niet alleen voor dat we kunnen horen, maar verzorgt ook ons evenwicht. Het oor is een ingewikkeld orgaa…
Het geluid van Q-music: september 2011Het geluid van Q-music: september 2011De radiozender Q-music heeft een stunt bedacht om mensen naar de radiozender te laten luisteren namelijk: Het geluid. Q-…
Het elektromagnetisch spectrumAlles in de natuur met een temperatuur boven de 0 Kelvin (-273 graden Celsius) zendt elektromagnetische straling uit. De…
Geluid, wat is het precies en hoe werkt het?Geluid, wat is het precies en hoe werkt het?Geluid is iets waar we elke dag mee te maken hebben. Maar wat is geluid nou precies? Hoe wordt het veroorzaakt en hoe pl…
Bronnen en referenties
  • Inleidingsfoto: PeteLinforth / Pixabay
  • Dr. Nassau College, www.lkruise.nl/snellius/lichtsnelheid.html, bezocht op 28-12-2014
  • NVON-commissie (2004), BINAS. Groningen: Wolters-Noordhoff, ISBN: 978-90-01-89380-4

Reageer op het artikel "Licht vs geluid"

Plaats een reactie, vraag of opmerking bij dit artikel. Reacties moeten voldoen aan de huisregels van InfoNu.
Meld mij aan voor de tweewekelijkse InfoNu nieuwsbrief
Reactie

Pa10403-Gerard, 02-09-2015 20:24 #1
Het HF variant, is 300.000 dat word dan in metrische waarde om gezet 300000/frequentie= zoveel meters, maar in die techniek komt ook verkortings factoren om de hoek kijken om de staande golf verhouding te bevredigen, waar ook een ohmse waarde en condensator waarde uitrolt, ik kan het weten ik ben radio amateur

Infoteur: Laury
Gepubliceerd: 30-12-2014
Rubriek: Wetenschap
Subrubriek: Natuurkunde
Bronnen en referenties: 3
Reacties: 1
Schrijf mee!