Een opgave van de redactie van Stichting Exaktueel. Op basis van artikelen in de media worden opgaven gemaakt die aansluiten bij het natuurkunde onderwijs in het voortgezet onderwijs.
Moeders toon veroorzaakt tranen
Bron: NRC Handelsblad, 10 november 2009
bron: Evan-Amos, Public domain, via Wikimedia Commons
Volgens onderzoekers huilen pasgeboren kinderen niet zomaar in het wilde weg. Kleine babies zouden juist de intonatie van hun moedertaal in de huilpartij verwerken.
Een concreet voorbeeld hiervan is het verschil tussen Duitse en Franse baby’s. Al reeds na drie dagen huilen Duitse pasgeborenen anders dan hun Franse leeftijdsgenoten, wat beschreven is in Current Biology, online van 5 november 2009. Onderzoekers menen dat kinderen al in de baarmoeder naar de gesprekken van hun ouders luisteren. Ze onthouden de intonatie, en imiteren deze na de geboorte tijdens huilpartijen.
Volgens de onderzoekers beschikken jonge baby’s over het vermogen om drie maanden voor de geboorte geluiden te horen en in hun geheugen op te slaan. Zo is aangetoond dat pasgeborenen direct na de bevalling een voorkeur vertonen voor de stem van moederlief.
Bovendien herkennen ze dan ook de muziek, die ze al in de baarmoeder konden beluisteren. Melodies in gesproken taal lijken hierin de grootste impact te hebben op jonge baby’s.
De intonatie van hun moeder verklapt aan de baby’s welke emotie mama poogt over te brengen aan haar kind. Tegelijkertijd kan een pasgeborene met deze melodie zijn of haar moedertaal onderscheiden van vreemde talen.
Voorheen werd in brede kring aangenomen dat kleine kinderen pas in de periode van zes tot 18 maanden de moedertaal imiteren in hun gebrabbel. Maar onderzoekers in Duitsland en Frankrijk beweren nu dat dit een misvatting is. Zij deden onderzoek bij 60 baby’s die slechts enkele dagen oud waren. Deze pasgeboren kinderen huilen door middel van een serie van uithalen van ongeveer een seconde.
Het huilen begint laag en zacht, verandert dan naar hoger en luider, en wordt dan weer zwakker in toonhoogte en sterkte. Het onderzoek toonde aan dat de klemtoon bij huilende baby’s verschilt.
Zo huilen Duitse baby’s meer met een neerwaartse toon. Vervolgens bereikt de huiltoon snel een hoogtepunt, en gaat dan met een zwieper naar beneden.
Onderzoekers spreken hiermee over een neergaande melodie. Bij Franse baby’s duurt het bijna een gehele seconde voordat hun gehuil aanzwelt, waarna het abrupt ophoudt. Hiermee wordt de nadruk gelegd op de klemtoom tijdens de uithaal naar boven. Volgens onderzoekers is dit de zogenoemde stijgende melodie.
Deze twee manieren van huilen komen overeen met de intonatie van respectievelijk de Duitse en Frans taal. Zo spreken Duitsers met veel neergaande melodieën. Fransen daarentegen gebruiken juist meer stijgende melodieën.
De onderzoekers zijn ervan overtuigd dat de overeenkomsten niet op toeval berusten. Pasgeboren kinderen proberen juist de taal van hun ouders te imiteren. Een belangrijke aanwijzing hiervoor is dat met de anatomie en beperkte spiercontrole van pasgeborenen, de huiltjes van Franse baby’s moeilijker zijn voort te brengen dan huiltjes van Duitse baby’s.
Vragen en opdrachten
Geluiden kun je op heel veel manieren beschrijven. Sommige zijn bekend vanuit de natuurkundeles, andere horen eerder bij muziek thuis.
De bovenste grafieken laten zien hoe sterk het gehuil van de Franse en de Duitse baby’s is.
a) Wat staat in de bovenste grafieken horizontaal afgezet en wat verticaal?
b) Welk opvallend verschil zie je tussen het huilen van Duitse en Franse baby's?
De onderste grafieken zijn spectrogrammen. Een spectrogram geeft weer welke frequenties in het geluid zijn te onderscheiden. De zwarting van de lijnen is een maat voor de sterkte van de bijbehorende frequentie.
c) Wat staat hier langs de verticale as afgezet?
d) Hoe kun je zien dat het geluid op ieder moment bestaat uit een grondtoon en een verzameling boventonen?
e) Bepaal zo nauwkeurig mogelijk de grondtoon van de Duitse baby op t = 0,2 s.
f) Beschrijf aan de hand van het spectrogram de verandering in het geluid van de Duitse baby tussen t = 0 en t = 1 s.
g) Wat is het verschil met het gehuil van de Franse baby als je kijkt van 0 tot 0,9 s?
h) Opvallend is de wijze van afsluiten van de uithaal. Beschrijf de laatste 0,2 s van de Franse baby.
De volgende vragen gaan weer over de bovenste grafiek.
i) Met welke woorden beschrijft het artikel de verschillen tussen Duitse en Franse baby's?
j) Klopt de kop van het artikel?
Uitwerking vraag (a)
Horizontaal de tijd in seconde, verticaal de amplitude (zonder schaalindeling).
Uitwerking vraag (b)
Bij de Franse baby blijft de amplitude van het geluid lang laag, daarna wordt deze langzaam groter tot bij ongeveer 0,7 s het een maximum bereikt is. Daarna neemt de amplitude weer af. Bij de Duitse baby zwelt het geluid snel aan en wordt daarna geleidelijk zwakker.
Uitwerking vraag (c)
De frequentie in kilohertz.
Uitwerking vraag (d)
Kijk op een bepaald tijdstip, bijvoorbeeld op t = 0,2 s bij de Duitse baby.
In het geluid is een verzameling van frequenties te zien die een veelvoud zijn van de laagste frequentie:
fn = n * f0
Het is een 'harmonische reeks'.
Uitwerking vraag (e)
Negen keer de grondtoon is 3,8 kHz. De grondtoon is dus 0,4 kHz.
Uitwerking vraag (f)
De frequentie van de grondtoon, en dus ook van de boventonen, gaat licht omhoog.
Uitwerking vraag (g)
De grondtoon van de Duitse baby gaat snel omhoog en daalt dan langzaam, die van de Franse baby gaat pas aan het eind omhoog en daalt dan snel.
Uitwerking vraag (h)
De Franse baby sluit het ‘mooie’ geluid van grond- en boventonen af met een korte stilte en daarna een eveneens kortdurend hoger geluid, weer met enkele boventonen.
Uitwerking vraag (i)
De Duitse huil “bereikt snel een hoogtepunt en heeft een lange zwieper naar beneden.. een neergaande melodie”. De Franse baby’s “leggen de klemtoon op de uithaal naar boven… een stijgende melodie”. Blijkbaar komt dat overeen met de karakteristieken van de Duitse respectievelijke Franse taal.
Uitwerking vraag (j)
Het woord ‘toon’ is niet op zijn plaats. Het gaat niet alleen om de frequentie en de boventonen, maar ook om de sterkte van het geluid en de veranderingen daarin in de loop van een seconde. Dat kun je de melodie noemen.
