Geluid onder water

Boven water zijn we gewend alles makkelijk te horen. Ook kunnen we met onze beide oren inschatten van welke kant geluid komt. Op deze pagina zie je de verschillen tussen geluid en horen boven en onder water!

Wat is geluid eigenlijk?

Zoals je weet leven we in een grote luchtbel die om de aarde heen zit, de dampkring. Lucht is niet 'niets', lucht bestaat uit heel kleine deeltjes (moleculen van gassen) die rondzweven. Deze deeltjes, de lucht kan gaan trillen. Dit trillen gaat door de lucht als golven, geluidsgolven dus.

Je kunt geluidsgolven hiermee vergelijken: Als je een steen in een vijver gooit, of als een druppel in een plas valt, zie je vanuit het midden golven in een kring naar buiten stromen. Deze kringen zijn eigenlijk golven.

Als je deze golf van opzij bekijkt, dan vallen een paar dingen extra op. Kijk maar wat je allemaal kunt zien:

Geluidsgolven zien er net zo uit, maar dan in de lucht. Je ziet ze niet zoals in het water, maar je hoort ze dus wel!

De golfhoogte bepaald hoe hard of zacht het geluid is. De golflengte bepaalt of een toon hoog of laag klinkt - een lange golflengte is bas, een korte golflengte is hoge fluit.

Links zie je een grafiekje met toonhoogte. De lage toon komt maar met 1 hele golf in beeld - een hele golf is een golftop en een golfdal samen. De hoge toon zie je twee en een halve golf maken.

Rechts zie je een grafiek van een (stereo) geluidsopname, het bovenste is links en het onderste is rechts. De hoogte van de pieken geeft aan hoe hard het geluid klinkt.

Horen

Hoe horen we dan? Daarvoor is ons oor heel mooi opgebouwd.
De geluidsgolven 'trommelen' op het trommelvlies, dat gaat dan net zo hard meetrillen. Het trommelvlies is een dun vlies aan het eind van je gehoorgang. Aan het trommevlies zitten de gehoorbeentjes (hamer, aambeeld, stijgbeugel) die ook weer mee gaan trillen met het trommelvlies en de trillingen versterken. Het aambeeld geeft de trillingen door aan vloeistof in het slakkenhuis. In het slakkenhuis liggen zenuwcellen , die er electrische stroompjes van maken. Deze worden door de gehoorzenuw naar de hersenen gebracht. Hier ga je dan 'bewust horen'!

Bij het slakkenhuis liggen ook de halfcirkelvormige kanalen. Dit is je evenwichtsorgaan - hiermee voel je bewegingen en merk je of je lichaam naar boven of naar beneden, of naar links of rechts gaat. En... als wat je met je evenwichtsorgaan voelt niet klopt met wat je ogen zien, dan raakt je evenwichtsgevoel in de war en wordt je zeeziek!

Geluid onder water

Water bestaat ook uit deeltjes (watermoleculen), en zoals we hierboven bij de golven hebben gezien, kunnen deze ook trillen. Dus we kunnen ook onder water geluid horen!

Alleen trilt het onder water minder makkelijk. Daardoor moeten geluiden harder zijn als boven water om ze te kunnen horen met onze oren. Ook horen we onder water de hoge tonen niet goed - daarom klinkt alles dof en zwaar.

Geluid van boven water wordt door het water teruggekaatst - dus geluid van boven kun je onder water niet horen! Daarom is het ook zo heerlijk stil onder water.

Geluid en richting

Omdat we twee oren hebben, kunnen we stereo horen (stereo = ruimtelijk). Daarom heeft een geluidsinstallatie altijd ten minste twee geluidsboxen! Wil je meer weten over stereo geluid, kijk dan op de pagina 'geluid en ruimte'!
Geluid reist door de lucht met een bepaalde snelheid, ongeveer 330 meter per seconde. Door heel kleine tijdsverschillen waarop een geluidsgolf je linker of je rechteroor eerst raakt, kun je bepalen of het geluid van links of van rechts komt.

De brommer komt van links. Het geluid komt iets eerder bij je linker oor, de groene pijl is dan ook korter als de oranje pijl. Dus je rechteroor hoort het geluid iets later, dus weet je dat de brommer links van je is.

Komt de geluidsgolf tegelijk bij allebei je oren, dan staat de geluidsbron recht voor je. Kijk maar, de pijlen voor het linker- en het rechter oor zijn even lang. Dus het geluid komt bij allebei je oren tegelijk aan.

Nu is de brommer rechts van je. De oranje pijl is nu korter, het geluid komt het eerst bij je rechter oor aan. Daardoor weet je dat de brommer rechts van je is!

Geluid en richting onder water

Water is anders als lucht, dat weten we al. Maar ook de snelheid waarmee geluid 'reist' onder water is anders. Dit gaat veel sneller! In water ruim 4 keer zo snel als in lucht, namelijk ongeveer 1450 meter per seconde.

Daardoor is het tijdsverschil waarmee de geluidsgolven in het water je oren bereikt veel kleiner. Zo klein dat je oren het verschil niet meer opmerken zoals in de plaatjes hierboven. Dus onder water kun je niet meer horen van welke kant geluid komt.

Dus als een boot over je heen vaart, weet je niet of de boot links of rechts van je is. Of recht boven je! Het enige dat je hoort is dat het geluid zachter of harder wordt en dus de boot dichterbij komt of weer verder weg gaat.

Spreekbuis onder water

Wil je een proef doen met geluid en horen hoe geluid anders klinkt? Maak een spreekbuis! Haal een PVC-pijp van 2 meter lengte (bouwmarkt), met een doorsnede van 40 of 70 mm. Aan een eind span je een plastic membraan, dat je met ducktape goed vastzet. Laat iemand onder water zijn oor tegen het membraan houden, en je duikbuddy roept boven water in het boveneind. Kijk maar eens hoe dat klinkt! Geef elkaar maar opdrachten en zie hoe (anders) het wordt gedaan door je buddy!

Het volgende onderdeel vertelt alles over zien onder water.