wat hoor je onder water?

sleutelbegrippen
fysica
geluid
golven
Biologie

Inleiding
hebt u ooit naar geluiden onder water geluisterd? Geluid reist anders in het water dan in de lucht. Probeer om meer te weten te komen je eigen onderwatergeluiden te maken—en aandachtig te luisteren.

Achtergrond
geluid is een golf die door trillingen wordt gecreëerd. Deze trillingen creëren gebieden van meer en minder dicht opeengepakte deeltjes. Dus geluid heeft een medium nodig om te reizen, zoals lucht, water-of zelfs vaste stoffen.,

geluidsgolven reizen sneller in dichtere stoffen omdat naburige deeltjes gemakkelijker tegen elkaar botsen. Neem bijvoorbeeld water. Er zitten ongeveer 800 keer meer deeltjes in een fles water dan in dezelfde fles gevuld met lucht. Dus geluidsgolven reizen veel sneller in het water dan in de lucht. In zoet water bij kamertemperatuur bijvoorbeeld, reist geluid ongeveer 4,3 keer sneller dan in lucht bij dezelfde temperatuur.

geluid dat door de lucht reist wordt al snel minder luid als je verder van de bron komt., Dit komt omdat de energie van de golven onderweg snel verloren gaat. Geluid houdt zijn energie langer bij het reizen door water omdat de deeltjes de geluidsgolven beter kunnen dragen. In de oceaan, bijvoorbeeld, kan het geluid van een bultrug walvis duizenden kilometers afleggen!

Onderwatergeluidsgolven die ons in een sneller tempo bereiken en hun intensiteit langer houden, lijken alsof ze ons die geluiden als luider zouden moeten laten waarnemen als we ook onder water zijn. Het menselijk oor, echter, geëvolueerd om geluid te horen in de lucht en is niet zo nuttig wanneer ondergedompeld in water., Ons hoofd zelf zit vol met weefsels die water bevatten en geluidsgolven kunnen overbrengen als we onder water zijn. Als dit gebeurt, omzeilen de trillingen het trommelvlies, het deel van het oor dat geëvolueerd is om geluidsgolven in de lucht op te pikken.

geluid interageert ook met grenzen tussen twee verschillende mediums, zoals het wateroppervlak. Deze grens tussen water en lucht, bijvoorbeeld, reflecteert bijna alle geluiden terug in het water. Hoe zal al deze dynamiek van invloed zijn op hoe we onderwatergeluiden waarnemen? Probeer de activiteit om erachter te komen!,/li>

Voorbereiding

• Vul het bad met lauw water—of hoofd naar het zwembad—en breng uw helper en andere materialen.,

Procedure

• vraag uw helper om een roestvrijstalen gebruiksvoorwerp tegen een ander aan te klikken. Luisteren. Hoe zou je het geluid omschrijven?
• In een oogwenk zal uw helper het ene gereedschap tegen het andere onder water klikken. Denk je dat je hetzelfde geluid zult horen?
• vraag uw helper om het ene gereedschap tegen het andere onder water te klikken. Luisteren. Klinkt het geluid luider of zachter? Is wat je hoort ook anders op andere manieren?
• dompel één oor in het water. Vraag uw helper om het ene gereedschap tegen het andere onder water te klikken. Luisteren., Hoe zou je dit geluid omschrijven?
• vraag uw helper om het ene gereedschap tegen het andere onder water te klikken kort nadat u uw hoofd onder water hebt gezet. Haal diep adem, sluit je ogen en dompel je hoofd volledig onder of zoveel als je comfortabel voelt om te doen. Luister terwijl u uw adem onder water in te houden (kom voor lucht wanneer je nodig hebt!). Klinkt het geluid luider of zachter? Lijkt het op andere manieren anders te zijn?
• herhaal deze volgorde maar laat je helper twee plastic gebruiksvoorwerpen tegen elkaar slaan.,
• herhaal de volgorde opnieuw, maar luister deze keer naar een balletje dat in het water valt. Verandert het geluid van een bal die in het water valt als je boven of onder water luistert? Verandert je perceptie van dit geluid? Waarom zou dit gebeuren?
• wissel van rol. Laat je helper luisteren terwijl je de geluiden maakt.
• bespreek de bevindingen die u hebt verzameld. Verschijnen er patronen? Kun je iets concluderen over hoe mensen geluiden waarnemen wanneer ze ondergedompeld worden in water?,
• Extra: Test met meer soorten geluiden: zowel zachte als luide geluiden, zowel hoge als lage geluiden. Kun je meer patronen vinden?
• Extra: om te onderzoeken wat de geluidsgolf oppikt wanneer u ondergedompeld wordt, gebruikt u uw vingers om uw oren te sluiten of gebruikt u oordopjes wanneer u uw hoofd onderdompelt. Hoe verandert het geluid als je je gehoorgang onder water sluit? Gebeurt hetzelfde wanneer u uw gehoorgang afsluit wanneer u boven water bent? Zo niet, waarom zou dit anders zijn?
• Extra: Ga naar het zwembad en luister naar het geluid van iemand die in het water springt., Vergelijk je waarneming van het geluid wanneer je ondergedompeld bent met wanneer je hoofd boven het water staat. Hoe verandert je waarneming? Sluit je ogen. Kun je zien waar de persoon in het water sprong toen hij ondergedompeld werd? Kun je zien wanneer je je hoofd boven het water hebt?
• Extra: onderzoek oceaangeluiden en hoe geluiden veroorzaakt door menselijke activiteit invloed hebben op waterdieren.

observaties en resultaten
Was het geluid zachter toen het onder water werd gemaakt en u boven het water luisterde? Klonk het gedempt toen je alleen je oor onder water had?, Was het Voller toen je hoofd onder water stond?

geluid reist sneller in water in vergelijking met lucht omdat waterdeeltjes dichter bij elkaar zijn verpakt. Zo wordt de energie die de geluidsgolven dragen sneller getransporteerd. Dit moet het geluid luider maken. Je hebt het waarschijnlijk als zachter ervaren wanneer je niet ondergedompeld was, echter, omdat het wateroppervlak bijna als een spiegel is voor het geluid dat je hebt gemaakt. Het geluid wordt hoogstwaarschijnlijk bijna volledig gereflecteerd in het water zodra het de oppervlakte bereikte.

wanneer u alleen uw oor onderdompelde, leek het geluid waarschijnlijk nog gedempt., Dit gebeurt omdat het menselijk oor is niet goed in het opnemen van geluid in water-immers, het geëvolueerd om geluid op te pikken in de lucht.

toen u uw hoofd onder water zette, klonk het geluid waarschijnlijk Voller. Dat komt omdat ons hoofd veel water bevat, waardoor het weefsel onderwatergeluid kan opnemen-zonder te vertrouwen op het trommelvlies. Het verklaart ook waarom het sluiten van je gehoorgang bijna geen verschil maakt in het geluid dat je oppakt terwijl je onder water bent.

Als u probeerde te detecteren waar het geluid vandaan kwam toen u ondergedompeld werd, had u waarschijnlijk een moeilijke tijd., Ons brein gebruikt het verschil in luidheid en timing van het geluid dat door elk oor wordt gedetecteerd als een aanwijzing om af te leiden waar het geluid vandaan komt. Omdat geluid sneller gaat onder water en omdat je geluid opneemt met je hele hoofd als je onder water bent, verliezen je hersenen de signalen die je normaal gesproken helpen bepalen waar het geluid vandaan komt.

meer om te verkennen
ontdekking van geluid in de zee, van de Universiteit van Rhode Island en het innerlijke ruimtecentrum
kunt u geluiden horen in de ruimte?,, from Science Buddies
Talk through a String Telephone, from Scientific American
Sound Localization, from Science Buddies
Ears: Do Their Design, Size and Shape Matter?, from Scientific American
STEM activiteiten voor kinderen, from Science Buddies

deze activiteit werd u aangeboden in samenwerking met Science Buddies