Vinnige feite
- Frekwensie word in hertz (Hz) gemeet.
- Hertz (Hz) is vernoem na Heinrich Hertz, ’n Duitse wetenskaplike wat elektromagnetiese golwe bestudeer het.
- Een hertz is een vibrasie per sekonde.
- Klanke met ’n hoë toon word dikwels in “kilohertz” (’n duisend hertz) of “megahertz” (’n miljoen hertz) gemeet.
- Die Concorde was die beroemdste supersoniese kommersiële straler wat vroeër in minder as vier uur van New York na Londen kon rits.
- Baie lande het wetgewing geïmplementeer wat vliegtuie verbied om teen die spoed van klank (of vinniger) te vlieg, om te verhoed dat ’n soniese knal mense en diere op die grond laat skrik. Dié knal het selfs die vermoë om ruite te kraak!
- Klank beweeg verder oor ’n bevrore meer. Die klankgolwe behou hul energie langer omdat hulle weerkaats eerder as absorbeer.
- Klankgolwe beweeg vinniger onder water as in die lug. Klankvibrasies kan ook in die water gevoel word omdat die water onder druk kom.
- Seediere het aangepas om onder water te kommunikeer. Hulle bespeur die meeste klankgolwe deur hul onderkaak en hierdie vibrasies word na hulle middel- en binne-oor oorgedra. 1
- Die gesing van ’n boggelrugwalvis kan selfs verder as 200 km deur die see se waters hoorbaar wees. Die walvisbul sing vir ure aaneen ’n lang, ingewikkelde liedjie om vir hom ’n vrou te soek! Indien hierdie liedjie op land gesing sou wees, sou die klank daarvan slegs 5 km ver gehoor word. 4
- Klank se intensiteit word in desibel (dB) gemeet. Dit is vernoem na die Skotse wetenskaplike en spraakkenner, Alexander Graham Bell. Hy is ook die uitvinder van die telefoon wat in 1876 vir groot deurbraak gesorg het in die wêreld van kommunikasie en klank. 4
- Volgens die musiekwetenskaplike, Christopher Rueger, kan die musiek van Beethoven mense help om gevoelens van swaarmoedigheid en twyfel beter te hanteer, terwyl Bach se musiek kan help om slaapversteurings te verminder. 1
Om jou ’n wêreld sonder klank in te dink, is bitter moeilik. Klanke is oral om ons en vorm deel van ons daaglikse bestaan: soggens wanneer jou wekker afgaan, die geluid van ’n singende ketel, voëls wat jy iewers hoor sing, honde wat blaf, die skoolklok wat lui, die sirene van ’n ambulans.
Klank help ons om te kommunikeer, ontspan, musiek te geniet en kan ons selfs waarsku teen gevaar. Maar hoe word klank gevorm? 1
Klank word geskep wanneer iets vibreer. Dié vibrasie, wat niks anders as golwe van energie is nie, beweeg deur die lug of ‘n ander medium (vaste stof, vloeistof of gas) na die oor. Hoe sterker die vibrasies, hoe harder is die klank. Maar onthou, hoe verder jy van die klankbron af is, hoe dowwer sal die klank wees.
Klank verander ook na gelang van hoe vinnig of stadig ‘n voorwerp vibreer om klank te maak. As ‘n voorwerp vinnig vibreer, hoor ons ‘n hoë klank, en as ‘n voorwerp stadig vibreer, hoor ons ‘n lae klank. 2
Vibrasies
Klanke kan nie geskep word sonder dat iets/’n voorwerp vibreer nie. Dié voorwerp kan dalk binne ’n vaste stof (soos metaal), ’n vloeistof (soos water) of ’n gas (soos lug) vibreer. Die klanke wat ons kan hoor, beweeg meestal deur die lug. Wanneer ’n voorwerp vibreer, word die lugdeeltjies rondom die voorwerp gedwing om te beweeg. Wanneer jy byvoorbeeld ’n trom slaan of ’n klok lui, veroorsaak die vibrasies van hierdie voorwerpe dat die lugdeeltjies wat dit omring, bewe. Die vibrasies word dan van een lugdeeltjie na die volgende oorgedra en bereik ons ore. 2
Klankgolwe
Almal geniet dit om ‘n bal heen en weer vir mekaar te gooi. Klankgolwe is soortgelyk aan balle omdat hulle ook heen en weer beweeg. Klankgolwe is vibrerende energie wat soos golwe lyk. Die golwe word gemaak van mikroskopiese (te klein om te sien) boublokke wat molekules genoem word.
Klankgolwe (nes die balle wat ons vir mekaar gooi) beweeg heen en weer deur vaste stowwe, vloeistowwe en gasse om na ‘n ander plek te beweeg. Dit is hoe jy geluide kan hoor wat naby jou is, of wat buite of onder die water gebeur.
Jy het dalk selfs die vibrerende energie van klankgolwe gevoel terwyl jy naby ‘n groot marsjeerorkes by ‘n parade of by ‘n rugbywedstryd gestaan het. Die instrumente skep klankvibrasies wat so sterk is, dat jy die vibrasies in jou bors kan voel! Of dink bietjie aan ’n partytjie se musiek wat só hard gestel is, dat dit voel asof ʼn onsigbare ding jou ritmies en hard teen die ore slaan! Dis alles klankgolwe! 2
Die meet van klank
Klankgolwe is onsigbaar, maar hul beweging kan vergelyk word met ander soorte golwe, byvoorbeeld seegolwe wat ons wel kan sien.
Wetenskaplikes meet die lengte en hoogte van klankgolwe met ’n instrument wat ’n ossilloskoop genoem word. Hierdie metings vertel ons meer van die toonhoogte en hardheid (volume) van klank. Ons weet byvoorbeeld dat ons ’n verskeidenheid klanke hoor omdat voorwerpe op verskillende maniere vibreer en klankgolwe van verskillende lengtes en toonhoogtes produseer. 1
Frekwensie
Die lengte van ’n klankgolf wys vir ons die frekwensie (toonhoogte of toon) van die klank. Dit gee ’n aanduiding van die aantal volledige vibrasies (of golwe) wat elke sekonde by ’n punt verbybeweeg. Jy weet seker teen hierdie tyd dat hoe meer vibrasies daar per sekonde is, hoe hoër is die frekwensie en hoe hoër die toon (toonhoogte) van die klank.
Groot voorwerpe vibreer stadig. Die klank wat ’n groot klok maak, sal ’n lae toonhoogte hê omdat daar slegs ’n paar klankgolwe per sekonde geproduseer word. ’n Kleiner klok sal vinnig vibreer, en daarom ook meer klankgolwe per sekonde en ’n hoër toonhoogte produseer. 1
Amplitude
Die hoogte van die golflengte toon die amplitude (volume) van klank. Dit gee ’n aanduiding van hoeveel energie die golf het. Harde klanke produseer hoë klankgolwe wat jy met behulp van ’n ossilloskoop op ’n skerm kan sien. (Maak seker dat jy hoë klankgolwe nie verwar met hoë toonhoogte nie!)
’n Harde klank kan gemaak word deur ’n snaarinstrument hard te pluk of hard op ’n trom te slaan. Deur ’n snaar liggies te pluk of saggies op die trom te slaan, word ’n sagter klank geproduseer omdat die vibrasies minder amplitude het en dus nie so hoog is nie. 1
Jy ken seker die Engelse woord amplifier. Die Afrikaanse woord daarvoor is klankversterker. Dit is die boksvormige elektroniese toestel wat aan jul TV, radio of CD-speler gekoppel kan word om die klank harder (sterker) te maak.
Alarms en sirenes
Klankgolwe is een van die doeltreffendste maniere om mense teen gevaar te waarsku. Daarom word alarms, fluitjies, toeters en sirenes al jare lank gebruik. Dit maak gewoonlik onaangename, harde klanke om aandag te trek. Noodvoertuie soos ambulanse gebruik luide sirenes om voetgangers en voertuie van hul teenwoordigheid bewus te maak sodat hulle vinnig deur die verkeer kan beweeg. As ’n alarm by ’n huis of gebou afgaan, is dit die teken vir ’n sekuriteitsmaatskappy (of selfs die bure) om vinnig te gaan kyk of daar fout is.
Soms kan ’n klok wat lui ook goeie nuus aankondig, soos pouse by die skool! 1
Beweging van klank
Die spoed van klank
Klankgolwe beweeg teen verskillende snelhede in verskillende stowwe. Hulle beweeg vinniger in vaste stowwe as in vloeistowwe en vinniger in vloeistowwe as in gasse. (Dit is omdat die deeltjies in vaste stowwe en vloeistowwe nader aan mekaar is as in gasse, wat meebring dat vibrasies vinniger beweeg.)
Die spoed van klankgolwe deur droë lug van 0 °C is ongeveer 331 meter per sekonde. Dit is omtrent tien keer vinniger as ’n motor in die vinnige baan van ’n snelweg! Die spoed neem toe namate die lugtemperatuur styg en neem af wanneer die lug afkoel. 3
In water beweeg klank teen 1 500 meter per sekonde en in staal teen ongeveer 6 000 meter per sekonde. Maar wanneer ons praat van die spoed van klank, verwys ons gewoonlik na die spoed van klank in die lug.
Onthou, klankgolwe kan nie in ’n vakuum (lugleegte) beweeg nie, omdat daar nie deeltjies is wat die klankgolwe kan oordra nie. 1
Soniese klank
Wanneer ’n vliegtuig deur die lug vlieg, beweeg die geluid van sy enjins teen die spoed van klank. Soms, wanneer ons ’n vliegtuig hoor (vanaf die aardoppervlak), kyk ons op en besef dat die klank skynbaar van ’n punt ’n hele ent agter die vliegtuig self kom. Dit is omdat die vliegtuig tyd gehad het om vorentoe te beweeg voordat die klankgolwe genoeg tyd gehad het om tot by die grond te beweeg vir ons om dit te hoor.
Wanneer ’n vliegtuig se spoed vinniger is as die spoed van klank, gebeur iets wat selfs nog interessanter is: die klank van die enjins kan nie vinnig genoeg vorentoe beweeg om van die vliegtuig af weg te kom nie en ’n muur van klank bou op in die vorm van ’n lugdrukgolf. Wanneer hierdie golf oor die grond beweeg, hoor ons ’n luide knal, wat eintlik maar net ’n ophoping van geraas van die vliegtuig is. Dit word ’n soniese knal genoem.
Vliegtuie wat vinniger as die spoed van klank beweeg, word as supersonies beskryf. Supersoniese vliegtuie is gewoonlik militêre vliegtuie, hoewel ruimtetuie ook die atmosfeer teen supersoniese snelhede binnegaan.
Die klap van ’n sweep is nog ’n voorbeeld van ’n soniese knal. Swepe word soms gebruik om diere aan te jaag deurdat die sweep langs die dier op die grond geslaan word. ’n Sweep is so ontwerp dat die deursnit daarvan al dunner word na die punt toe. Wanneer die sweep geklap word, versnel die energie langs die lengte van die sweep sodat die punt ongeveer 1,3 keer vinniger as klank beweeg. Hierdie klein soniese knal skep die kenmerkende klapgeluid. 1
Weerkaatsing en breking
Wanneer klank deur die lug trek, raak dit later dowwer omdat klankgolwe in verskillende rigtings versprei en hul energie verloor. Klankgolwe kan ook van rigting verander en wanneer klank ’n versperring tref, word ’n deel van die klank weerkaats, ’n deel word geabsorbeer en ’n deel beweeg deur die versperring. 1
Eggo’s is klankgolwe wat van ’n oppervlak weerkaats en kort ná die oorspronklike klank gehoor kan word. As jy in ’n klein vertrekkie sou hande klap, voete stamp of skree, sal jy dikwels ’n eggo hoor. Die klankgolwe bons terug van die mure en ons hoor hulle ’n fraksie van ’n sekonde nadat ons die oorspronklike klank gehoor het. Maar in groot spasies soos grotte, sal die klank langer neem om terug te kom, sodat die eggo duidelik hoorbaar is, sonder oorvleueling. 1
Eggo’s kan gebruik word om voorwerpe op te spoor. Wanneer diere soos vlermuise en dolfyne eggo’s gebruik, word dit eggo-opsporing genoem. Hulle gebruik dit om rigting te hou of om hul prooi op te spoor.
Sonar is die naam wat gegee is aan die metode wat skepe gebruik om die diepte van seewater te meet of om ondersese voorwerpe soos skeepswrakke of skole vis op te spoor. Die eggo’s word met toerusting aan boord van die skip opgespoor.
Eggo’s word ook vir ultraklankskandering gebruik om in ’n mens se liggaam te kyk – soos om die groei van ’n ongebore baba in sy ma se baarmoeder te monitor. Been, spiere en vet weerkaats ultrasoniese golwe op verskillende maniere. ’n Rekenaar gebruik hierdie inligting om ’n beeld te vorm sodat die dokter kan sien wat binne-in die liggaam aan die gebeur is. 3
Absorbering van klank
Klankenergie word geabsorbeer wanneer dit na ’n ander vorm van energie omgeskakel word. In die meeste gevalle word klankenergie omgeskakel in hitte-energie.
Klank verloor energie soos wat dit deur die lug beweeg omdat die klankgolwe nie net verminder nie, maar ook geabsorbeer word wanneer hulle met lugdeeltjies bots.
’n Hoëfrekwensieklank verdof vinnig omdat die vinnige vibrasies daarvan na hitte-energie omgeskakel en geabsorbeer word. Dit beteken dat laer frekwensies verder as hoë frekwensies beweeg en verklaar hoekom ons gewoonlik die basklanke van musiek ver weg hoor. En wanneer jy ’n seeskulp teen jou oor hou, vang die skulp die agtergrondgeluide vas wat binne die skulp ophoop of resoneer (weerklink).
Gemeubileerde vertrekke het minder eggo’s as leë vertrekke. Die voorwerpe in die vertrek absorbeer en weerkaats die klankgolwe sodat hulle minder energie het wanneer hulle die mure bereik. Opname-ateljees waar musiekopnames gedoen word, gebruik isolasiemateriaal teen die mure om enige klanke van buite, wat die opnames moontlik kan versteur, te absorbeer en sodoende uit te skakel. 1
Klank en geraas
Die menslike oor is uiters sensitief. Ons kan alles hoor, van die sagte klanke van ons vingerpunte wat teen mekaar gevryf word, tot die gestamp van ’n druklugboor.
Die intensiteit van klank word in desibel (dB) gemeet. Die kleinste hoorbare klank is 0 dB. ’n Fluistering se intensiteit is ongeveer 15 dB, terwyl ’n musiekkonsert se intensiteit ongeveer 120 dB is.
Teen 130-140 dB begin die menslike oor te pyn. ’n Mens se ore kan beskadig word as dit voortdurend aan harde lawaai blootgestel word. In raserige fabrieke of op boupersele dra werkers oorfone om hul ore teen intense klankgolwe te beskerm.
Dit is baie belangrik dat ons ore nie te veel aan hoëvolumeklank blootgestel moet word nie, aangesien dit permanente gehoorskade kan veroorsaak. Wees veral versigtig vir oorfone waarvan die volume te hard gestel is! 4
Woordbank
| amplitude | Omvang, sterkte; golf- of trillingsomvang. 1 |
| frekwensie | Die aantal gereelde, herhalende gebeurtenisse in ‘n bepaalde tydsinterval, bv. polsslae per minuut, vibrasies per sekonde, of die herhaaldelike verskyning van dieselfde syfer in ‘n getallereeks. 3 |
| mikroskopiese | Só klein dat dit slegs sigbaar is met ‘n mikroskoop. 4 |
| molekules | Die uiters klein deeltjies waaruit stowwe bestaan en wat nie met die blote oog gesien kan word nie. 5 |
| ossilloskoop | Jy kan klankgolwe sien wanneer ‘n mikrofoon aan ‘n ossilloskoop gekoppel is. ‘n Mikrofoon verander die klankgolwe in ‘n elektriese sein. Die ossilloskoop wys dan op n skerm hoe hierdie elektriese golwe lyk. 6 |
| resoneer | Weerklank, eggo, weerklink, vibreer. 7 As iets resoneer, vibreer dit en produseer ‘n diep, sterk klank. Byvoorbeeld: Die snare van die baskitaar is so hard gepluk dat dit in my kop weerklink het. 8 |
| soniese | Dit wat verband hou met hoorbare klank of die spoed van klankgolwe. As iets vinniger as die spoed van klank beweeg, skep dit ‘n soniese oplewing, ‘n skokgolf wat soos ‘n ontploffing klink. 9 |
| supersonies | Supersonies beskryf dinge wat vinniger as die spoed van klank kan reis, soos die passasiers-straalvliegtuig Concorde. 10 |
| toonhoogte | Die toonhoogte van ‘n klank is ‘n beskrywing van die frekwensie van die klank. Verskillende toonhoogtes stem ooreen met verskillende frekwensies. Hoë toonhoogte beteken hoë frekwensie, en lae toonhoogte beteken lae frekwensie. Toonhoogte kan ook beskryf word as die kwaliteit van ‘n klank wat jou toelaat om die klank as “hoog” of “laag” te hoor. 11 |
Kyk na hierdie video’s om nog meer te leer
Wat is klank?
Om klank beter te verstaan
