Hoever kan hoogfrequent geluid komen?

Ben stelde deze vraag op 22 mei 2015 om 23:14.

 Van laagfrequent geluid weten we dat het geluid heel ver kan komen. Wel kilometers ver. Maar hoe zit dit met hoogfrequent geluid? Hoever kan dit geluid komen? Frequentie gebied is van 9Khz tot en met circa 20KHz. 

Reacties

Theo de Klerk op 22 mei 2015 om 23:35
Geluid kan ver komen of niet ver komen. In theorie gaat alle geluid tot het oneindige door. Wat je ervaart als "nu hoor ik het niet meer" is een teken dat de amplitude van de golf (en daarmee de energie) beneden je gehoordrempel is gekomen. Voor mens en dier is die drempel verschillend doordat de bouw van het oor voor elk dier anders is.

De intensiteit van de trilling in de bron (de energie bij die frequentie) wordt "uitgesmeerd" over een steeds groter boloppervlak en wordt op afstand dus steeds minder per vierkante meter. Daarom kun je bij festivals maar beter een flink eind van de geluidsbronnen staan om je oren te beschermen.
I(r) = I(0)/(4πr2)
Bovenstaande formule geldt als alle geluidsfrequenties niet worden geabsorbeerd onderweg. En daar zit het verschil. Hoge frequenties worden beter geabsorbeerd door lucht, muren en andere obstakels dan lage frequenties. Daardoor kun je lage frequenties meestal tot grotere afstand nog horen. Een andere hoor-factor is echter ook dat je oren niet voor elke frequentie even gevoelig zijn. Dat heeft weer tot gevolg dat sommige frequenties, hoewel even intens, door het oor wel, niet of harder of zachter worden gehoord.

Er zijn dus nogal wat invloeden die de hoorbare reikwijdte van geluid bepalen:
1) gevoeligheid van het oor voor frequenties
2) afstand tot de bron (dat is natuurkundig onpartijdig)
3) absorptie onderweg

In de praktijk komt het er op neer dat meestal praktijkmetingen worden gedaan omdat die alle factoren in rekening neemt omdat het "echte" waarden zijn ipv model-waarden.
Ben op 23 mei 2015 om 08:28
Bij sommige geluidsgolven is het zo dat het geluid elkaar versterkt zoals bij laagfrequent geluid. 

Wat gebeurt er met het geluid als je hoogfrequent geluid gaat combineren met ultrasoon geluid? Wat gebeurt er dan exact? Volgens een onderzoek wordt het geluid dan niet luider. Maar het lijkt me wel dat de geluidsgolven er dan anders moeten uitzien?
Theo de Klerk op 23 mei 2015 om 09:30
Ik vrees dat we hier een weer eerder betreden pad op gaan en klepels en klokken worden gebruikt.
Geluid wordt niet versterkt "zoals bij laagfrequent geluid". Elke golf van elke frequentie kan worden versterkt of verzwakt. Dat heet interferentie. Wordt ook gebruik bij de "noise cancelling" oortelefoontjes om achtergrondgeluid van de muziek te scheiden.
Hoogfrequent en ultrasoon zijn alleen maar andere frequenties. Die kunnen interfereren - meestal weinig constructief.
Verder: lees eens wat over "interferentie"
Jan van de Velde op 23 mei 2015 om 10:17
Er is inderdaad weinig bijzonders aan de termen "hoogfrequent"  of "infrasoon" of wat ook. Het gaat in alle gevallen om golven in stoffen, met hogere of met lagere frequenties, en die gaan tegelijkertijd door dat medium. Of wij mensen die tonen kunnen horen of niet maakt voor de verdere eigenschappen ervan geen verschil. 

Nog maar een jaar geleden kon je stapels (Java)appletjes vinden op internet om dat beeldend te maken. Nu worden de meeste simpelweg geblokkeerd door je browsers omdat Java qua veiligheid onder vuur ligt, en veel makers van die leuke speeltjes het geld of de tijd niet hebben om hun schitterende materiaal aan te passen aan de veiligheidseisen. Maar hieronder een klein afbeeldinkje uit zo'n Soundlab waar op een oscilloscoop tegelijkertijd een lage toon (laten we zeggen met een trillingstijd van 10 milliseconden) met grote amplitude en een hogere toon (T dan ongeveer 1 ms) met kleinere amplitude weergegeven worden:



Zo zie je herkenbaar beide tonen terug in één gecombineerde golf.
Bij meerdere geluidsgolven door elkaar tegelijkertijd kan dat patroon op het eerste gezicht totaal onherkenbaar worden als golven, maar ze zijn er dan toch echt nog wel.
Ben op 23 mei 2015 om 22:20
Bij de documentaire www.debrom.nl werd anders duidelijk gesteld dat bepaalde geluidsgolven elkaar kunnen tegen werken en het geluid zachter wordt. De trilling van hogere tonen is toch sneller en lage tonen langzamer? Overigens onderzoeken naar hoogfrequent geluid zijn er vrij weinig gedaan en zijn ondubbelzinnig. 
Jan van de Velde op 23 mei 2015 om 23:11
dag ben,

dat geluidsgolven elkaar kunnen uitdoven is bekend. Dat heet "destructieve interferentie". Daarvoor moeten golven
  1. dezelfde golflengte hebben
  2. dezelfde amplitude hebben
  3. ter plaatse van de meting met elkaar in tegenfase zijn     
Dat laatste wil zeggen dat een golfDAL van de ene golf ergens arriveert terwijl daar ook een golfBERG van de andere aankomt. 

zie de animatie hieronder:


Sta jij met je oor alleen in de bovenste golf dan hoor je een toon, want er komen drukgolven langs, en dat neem jij waar als geluid.

Ga met je oor in de middelste golf staan en je hoort diezelfde toon, ook even hard, maar nu komt die (in dit voorbeeld) van de andere kant. 

zet nu allebei de tonen gelijk aan. De drukvariatie (en daarmee de geluidssterkte)  die je waarneemt hangt nu af van de plaats waar jij staat.
sta jij op dat punt waar dat linkse bolletje is getekend dan hoor ej niks: zoals je ziet is op dat punt de druk constant, er varieert niks, en geen drukgolven betekent geen geluid. 
Kijk nu boven dat punt goed naar de andere twee grafieken: op dat punt zit de bovenste golf steeds even ver bóven zijn evenwichtsstand als dat de middelste  golf ónder zijn evenwichtstand zit.  De bovenste golf en middelste golf zijn in tegenfase.

Een eindje verderop (tweede bolletje) is een voorbeeld van een plek waar beide golven elkaar maximaal versterken (twee bergen ontmoeten elkaar, afgewisseld door twee dalen) 
Loop jij dus over die lijn waarop die twee golven elkaar tegemoet gaan dan sta je dus afwisselend op een plek met dubbele herrie en op een plek met stilte, enz.  

Maar dat heeft dus absoluut geen ene mallemoer te maken met hoogfrequent of infrasoon of weet ik wat. Je kunt diezelfde truuk uithalen met 2 golven van 3 Hz en evengoed met 2 golven van 50 000 Hz. 

En wat je hiermee bedoelt

Ben plaatste:

Overigens onderzoeken naar hoogfrequent geluid zijn er vrij weinig gedaan en zijn ondubbelzinnig. 
is mij volstrekt onduidelijk. Want hoe dan ook, als jij "hoogfrequent" koppelt aan "uitdoving" leg je een totaal verkeerde koppeling.

Ben plaatste:

Bij de documentaire www.debrom.nl  ...
ja, geluid kan rare dingen doen. Uit oorlogen (typisch een omgeving met harde knallen) zijn gevallen bekend van grote ontploffingen die tot 10 km afstand hoorbaar waren, in een ring van 10-30 km rondom de knal niét werden waargenomen, maar 40 km verderop ineens weer wel, en goed ook. Dat is weer een ander verschijnsel, afbuiging van geluidsgolven in luchtlagen met verschillende temperaturen en/of windsnelheden. Dat laatste effect is soms ook waarneembaar in woonwijken op enige afstand van drukkere wegen. Soms hoor je een kilometer van die weg wonend die weg totaal niet, soms lijkt het wel of al dat verkeer één of twee straten verderop langskomt, en hoor je in die tweede straat verderop nou juist dat verkeer weer helemaal niet. En een uur later is de situatie weer heel anders.

En verder schijnen er mensen te zijn die gevoelig zijn voor trillingen waar de meeste mensen totaal niets van merken, en ook zullen er wel mensen zijn die dingen horen die er simpelweg niet zijn. Over deze gevallen gaan we het op deze site niet hebben, dat zijn zaken om bekeken te worden door neurologen en/of psychologen, niet door fysici.

groet, Jan
Vervenne op 04 april 2021 om 10:08
Goedemorgen ,en een fijn paas weekend 
Nu wij verblijven met regelmaat in portugal ,en op een 500 tal meter van ons logeren een 10 tal honden ,ja hobby van de portugezen.Wat ons ergert is dat de eigenaar wel zijn honden goed verzorgd,maar er zelf niet woonachtig is.
Ja, de rest weet u wel ,ik ben een dierenvriend,maar midden in de nacht het gehuil van deze dieren te moeten verdragen is een andere zaak.
Daarom mijn vraag,hoever gaan ultrasone geluiden ,niet hoorbaar voor de mens ,maar dat deze honden tot bedaren kan brengen ,toestel barXstop bestaat,maar krijg geen voldoende achtergrond informatie ,,,alvast bedankt voor tip
Theo de Klerk op 04 april 2021 om 10:23
Die honden worden ook niet blij met een continu gepiep in hun oor wat niet te ontwijken valt - dat komt met dierenkwelling overeen en niet iets wat je van een dierenvriend verwacht. Denk eens in hoe het is zelf de hele tijd met een fluittoon in je oren te zitten. 
Praat eens met de eigenaar of doe geluidsdoppen in je oren. De ultrasone afschrikkers zijn bedoeld beesten te verjagen, weg van de pieptoon. Dat kunnen die honden niet en ze zullen zeker niet stoppen met blaffen - eerder meer blaffen uit ergenis van die onvermijdbare toon.

Ultrasoon heeft hetzelfde probleem als alle geluid: de sterkte van het signaal neemt met kwadraat van de afstand af. En hoogfrequent geluid wordt veelal makkelijker geabsorbeerd door materialen.
Jan van de Velde op 04 april 2021 om 11:57
dag Vervenne Daniel,

Dit gaat om meerdere redenen niet werken. 
Ten eerste is het niet het geluid zelf dat de hond doet stoppen met blaffen, maar op zijn best het (irritante) geluid in combinatie met correctie van de baas. Daar moet op getraind worden dus.
Ten tweede is 500 m veel te ver.

Ik vind deze data voor dat apparaat van de fabrikant:

125 dB, lijkt heel wat, maar de fabrikant meldt dat het zou moeten werken tot 3 meter. Mijn conclusie,  daarvoor moet het nog zeer luid zijn. 

Echter, hoge tonen worden in lucht veel sterker gedempt dan lage tonen. Tegenwoordig maken we het niet zo vaak meer mee, maar als de fanfare door de buurt gaat hoor je van ver de grote trom en de tuba, maar de dwarsfluiten en zo hoor je pas als ze al veel dichterbij zijn. 

In onderstaande grafiek zien we dat tonen van 25 000 Hz over een kilometer in lucht met 300-400 dB worden gedempt. 


https://www.engineeringtoolbox.com/air-speed-sound-attenuation-humidity-frequency-d_2161.html
Die barxstop is dus van 500 m ook voor honden totaal onhoorbaar. 

Verder lees ik nog op een andere site dat dat ding niet storend zou zijn voor andere dieren als katten en zo. Dat is je reinste onzin (zoals er helaas veel meer onzin op internet te vinden is) . Katten hebben zelfs een beter gehoor voor hoge tonen dan honden. En verder zijn er ook vleermuizen die die frequentie gebruiken om middels echolocatie vliegend voedsel (insecten) op te sporen, en heel veel andere dieren waarvoor 25 kHz ruim binnen het gehoorbereik ligt. 

Die honden hebben aandacht gebrek. Iets anders gaat niet helpen.

Groet, Jan
Vervenne op 04 april 2021 om 13:58
Beste Theo en Jan,
Is zeker niet de bedoeling om die beestjes te kwellen, verre van, was enkel bedoeld om hen een seintje te geven, van dit is nu wel genoeg geweest. 
Anderzijds, ook overdag kunnen ze een symfonie geven hoor.

 Alvast bedankt voor snelle reactie,, ROP
Johan op 18 december 2021 om 18:54

Interessante conversatie.

Als je een beetje over honden opvoeden kent kan je makkelijk de hond van de buren leren stoppen met onnodig blaffen. Dergelijke apparaatjes kunnen dan goed helpen, als ze ver genoeg geraken.
Als je het geluid laat horen als ze blaffen en het geluid laat stoppen wanneer ze stoppen met blaffen (wat ze meestal snel doen bij het horen van zo'n vreemd geluid) dan leren ze op enkele minuten hoe ze dat lastige geluid kunnen vermijden.

Baasjes van dergelijke nodeloos blaffende honden liggen er meestal ook helemaal niet wakker van dat andere mensen er wel last van hebben.

Vraagje van mijn kant. Als je het geluid van dat apparaatje bijvoorbeeld door een megafoon zou laten gaan ... gaat het dan verder ?

Bedankt voor. jullie reactie
Johan18

Jan van de Velde op 18 december 2021 om 19:10

Johan

 

Vraagje van mijn kant. Als je het geluid van dat apparaatje bijvoorbeeld door een megafoon zou laten gaan ... gaat het dan verder ?

 Dag Johan,

zeer waarschijnlijk niet: in elk geval is de luidspreker van een gewone megafoon niet in staat om dergelijke hoge tonen weer te geven. Het zou me niets verbazen als de huis-, tuin- en keukenvariant er al bij 10 kHz mee op zou houden. 

Groet, Jan


Theo de Klerk op 18 december 2021 om 19:17
Uitdoving gaat deels door absorptie in het medium, maar anderzijds ook door de "verdunning" van de geluidsenergie over een steeds groter oppervlak. Als je die energie weet te verhogen (dwz geluid versterken want grotere amplitude dus meer energie), door een voor die frequenties geschikte megafoon bijvoorbeeld, dan reikt het verder want de energie wordt dan ook verdund met dezelfde factor 1/r2 maar begint met een hogere waarde en zal dus verder komen om op hetzelfde (zachtere) niveau te komen.

Als je het geluid N keer meer energie meegeeft, dan zal het √N verder reiken dan zonder versterking toen het tot afstand r kwam (4x meer energie, 2x verder).
tobias op 05 januari 2022 om 20:52
dan heb ik wel een vraag!
als je een frequentie van 13.289 hz hebt wat een gis is 
en dat heel sterk zou laten klinken op 140 db bijvoorbeeld en dat is dan op 3km afstand
zou dat dan nog steeds worden geabsorbeerd worden waardoor het niet verweg komt of is het dan wel goed te horen?????????????? 
Jan van de Velde op 06 januari 2022 om 00:46
dag Tobias,

Zoals je kunt aflezen in de grafiek die ik plaatste in mijn bericht hierboven van 04 april 2021 om 11:57, nee.
Niet hoorbaar.
For all intents and purposes volledig geabsorbeerd. 
Nil

Groet, Jan
Loes van Dongen op 24 maart 2022 om 17:39
wellicht staat het antwoord op mijn vraag al hierboven beschreven en snap ik het gewoon niet, in dat geval hoop ik dat iemand het me op een voor mij begrijpelijker manier uit kan leggen. Dit gezegd hebbende hier mijn vraag. Waarom worden hogere tonen sneller geabsorbeerd dan lage en gaan lage tonen overal doorheen. Komt dat omdat lage tonen langzamer zijn en daardoor meer energie over hebben voor hun power/force/ penetratiekracht  en hoge tonen sneller zijn en hun energie meer in die snelheid zit waardoor er minder energie overblijft voor de kracht/power. Ik ben een leek en gebruik  derhalve geen vakjargon.

mvg Loes van Dongen
Jan van de Velde op 24 maart 2022 om 18:10
Dag Loes,

nee, over het waarom van dat verschijnsel hebben we het nog niet gehad. 

De belangrijkste oorzaak: Een hogere toon betekent een sneller heen en weer trillen van (groepen) luchtmoleculen. Dat zorgt onder andere voor meer onderlinge wrijving. Dat betekent dat er, net als wanneer je je handen sneller langs elkaar wrijft, in dezelfde tijd meer warmte ontstaat. 

De (bewegings) energie van een geluidsgolf wordt bij een hogere toon dus sneller in warmte omgezet. En warmte hoor je niet :) .

Groet, Jan
Loes van Dongen op 24 maart 2022 om 20:07
Hoi Jan,
Bedankt voor je snelle reactie.
Kun je dit nu vergelijken met de stralingsgolven van 5g? In vergelijking met 4g want voor zover ik het begrijp is het verschil tussen die twee aanzienlijk wat snelheid betreft maar daaar door wordt het bereik van 5 g korter en daarom moeten er meer/frequenter apparaten geplaatst worden om de 5g door te zenden. dus ipv het  afnemen van het geluid van hoge frequenties omdat de energie door de snelheid  sneller in warmte wordt omgezet, wordt dan het bereik van 5g korter omdat de bewegingsenergie van de 5g golf sneller in warmte wordt omgezet? Ik hoop dat ik nog enigszins rationeel overkom...
groetLoes
Theo de Klerk op 24 maart 2022 om 20:25
>verschil tussen die twee aanzienlijk wat snelheid betreft
Nee - alle straling gaat even snel: lichtsnelheid. Het verschil in energie zit in de golflengte (meer bij kortere golflengte) of frequentie (hoger) van de lichtdeeltjes. En van de intensiteit (amplitude).

 De vergelijking 4G/5G lijkt daarmee een beetje op AM en FM radio. AM golflengten zijn veel langer en dragen verder (tot verre buitenlanden vanuit 1 zendmast in Lopik) terwijl FM veel kortere golflengten hebben en zendmasten al binnen Nederland op een aantal plaatsen moet staan.
Jan van de Velde op 25 maart 2022 om 06:58

Loes van Dongen

Kun je dit nu vergelijken met de stralingsgolven van 5g? In vergelijking met 4g 

 Ja en nee. 
Geluid (trilling van lucht) is een heel ander verschijnsel dan elektromagnetische straling zoals licht, of microwave. 

Maar als je een vergelijking in lekentaal wil hebben die voor een belangrijk deel verklaart waarom 4G verder komt dan 5G: langere golven gaan makkelijker om obstakels heen. 
Kijken we naar gewone golven op zee: golflengte in de orde van grootte van meters. Buiten een havenstrekdam kan dat behoorlijk te keer gaan, maar binnen de haven merk je er bijna niks meer van. Maar een getijgolf is ook een golf, nu echter met een golflengte in de orde van grootte van honderden kilometers (op de Noordzee dan toch). Die lange golf trekt zich van dat obstakel niks aan: die gaat er gewoon omheen, en de haven vult zich elk getij tot dezelfde hoogte als daarbuiten. 

In mist of regen is er ook een groot verschil: 4G (golflengte in de orde van grootte van tientallen cm) trekt zich daar weinig van aan, 5G (golflengte in de orde van grootte van een mm) wordt veel makkelijker geabsorbeerd of weerkaatst. 

Zonder obstakels of lucht geen verschil: zender in een ruimtevaartuig, ontvanger in een ander ruimtevaartuig een paar honderd kilometer verder, 4G of 5G zullen even sterk of zwak arriveren.

Groet, Jan


Loes van Dongen op 26 maart 2022 om 11:00
Maar verbruikt 5g door die korte golflengte van een mm meer energie per meter dan 4g met de langere golf lengte
Theo de Klerk op 26 maart 2022 om 11:32
Je spreekt niet van energie per meter (straling komt niet "per strekkende meter" - straling "verdunt" in intensiteit doordat dezelfde energie over een steeds groter wordende bol wordt uitgesmeerd).

Elk 5G deeltje (foton) heeft meer energie dan een 4G deeltje omdat de golflengte korter is. Bij gelijke aantallen zal de 5G bundel meer energie bevatten.
Loes van Dongen op 26 maart 2022 om 11:37
Is het dan logisch te veronderstellen dat 5g schadelijker is wanneer die straling door je lichaam heen gaat dan bij 4g? 
Theo de Klerk op 26 maart 2022 om 12:00
Nee. Schadelijk is iets alleen als het schade aanricht aan je lichaamscellen. Om dat te kunnen doen moet de golflengte ongeveer even groot zijn als de afstand tussen moleculen waaruit je lichaamscellen zijn opgebouwd. Dat is zo als we het over gammastraling hebben (bij atoombommen en kernexplosies), niet over radiostraling.
Jan van de Velde op 27 maart 2022 om 00:07
Dag Loes,

´Straling´ klinkt voor veel mensen synomiem aan ´gevaar´.  Dat is jammer, want dat misverstand werkt sterk vertroebelend en zorgt voor onnodige angst. Zichtbaar licht is ook elektromagnetische straling, en daar is niemand bang voor. De radiatoren van je CV zenden grote hoeveelheden infrarood uit, ook elektromagnetische straling. Sterker, je lichaam zelf zendt IR-straling uit. 

Het bekende gevaar, als je het zo mag noemen, van microgolfstraling is dat het in staat is water op te warmen. Het vermogen van een magnetron (die werkt met microgolfstraling in dezelfde orde van grootte van frequenties als wifi en mobieltjes) gaat tot ruwweg 1000 watt. Als je daar je hoofd in steekt is dat gevaarlijk, omdat de temperatuur van je hersens snel zal stijgen tot ongezonde temperaturen. Een mobieltje komt niet verder dan een paar watt, en dat dan 1/8 van de tijd en dus feitelijk beduidend minder dan een watt, daar word je letterlijk en figuurlijk niet koud of warm van. 

Zoals bij zoveel dingen (ook voedsel, medicijnen) is alles een kwestie van dosis. Hoewel 5G voor mij niet hoeft (mobieltjes kunnen me sowieso gestolen worden) acht ik 5G, net zo min als 4G of 3G, in de gebruikelijke vermogens totaal onschadelijk tot het tegendeel wordt aangetoond. Vanuit het voorzorgsprincipe gaat de wetgeving al lang véél verder dan vanuit wetenschappelijk oogpunt aan te bevelen lijkt. Mobiele telefonie en wifi zijn al een tiental jaren breed in gebruik door miljarden mensen, een grotere proefopzet kun je niet bedenken, en als er schadelijke effecten zouden zijn mag je toch verwachten dat dat zo zoetjes aan zou komen bovendrijven. Er zijn geen wetenschappelijke redenen om aan te nemen dat 5G daar iets significant aan gaat veranderen. 

Groet, Jan

Plaats een reactie

+ Bijlage

Bevestig dat je geen robot bent door de volgende vraag te beantwoorden.

Ariane heeft dertig appels. Ze eet er eentje op. Hoeveel appels heeft Ariane nu over?

Antwoord: (vul een getal in)