Akoestische Houten Klankkast Iphone

Datum:  Maart 2021

Inleiding:

Werkt zo'n klankkast?

Materiaal:

  • IPhone met Tone generator App
  • Akoestische Houten Klankkast voor IPhone
  • PC met  Coachlab software
  • Coachlab
  • Geluidssensor
  • Liniaal

 



Uitvoering:

  • Plaats de IPhone in de klankkast
  • Start de App Tone Gen op
  • Stel deze in op 440 Hz
  • Start Coachlab op
  • Stel de meting in op 5 s en 1 meting per ms
  • Plaats de klankkast op 5 cm afstand van de sensor
  • Start de App op en plaats de IPhone in de klankkast
  • Start een Coachlab meting
  • Exporteer de data als text file
  • Leg de Iphone plat op 5 cm afstand van de sensor
  • Start de App weer op
  • Start een Coachlab meting
  • Exporteer de data als text file
  • Vergelijk beide data sets


Resultaten:

Onderstaande figuur is een screenshot van Coachlab van beide metingen.

De resultaten geëxporteerd naar Excel en grafisch weergegeven.
Ingezoomd op 0.1 s.

Aan de visuele versie van de meetresultaten kan men zien dat het geluid dat uit de klankkast  komt (blauw) inderdaad iets krachtiger is dan zonder klankkast (oranje). Het verschil is ongeveer 0.4 Pa.

We kunnen dit verschil kwantificeren m.b.v. onderstaande geluidsvermogen formule.



hierin is p0 de referentiedruk van 20 µPa, de onderste gehoorgrens.

Zonder klankkast: L = 20.log (0.8/20.10-6) = 92.0 dB
Met klankkast: L = 20.log (1.2/20.10-6) = 95.6 dB
Een verschil van 3.6 dB.
Ter controle: DL = 20.log(1.2/0.8) = 3.5 dB

Discussie:

Op basis van nevenstaande tabel kunnen we vaststellen dat op basis van de geluidsdruk de hoeveelheid geluid die uit een IPhone komt rond de 90 dB is, hetgeen  overeenkomt met muziek uit een MP3 speler. Dat geeft ons een externe referentie die op zijn minst suggereert dat we de meting correct uitgevoerd hebben.

Een verschil van 3.5 dB kwantificeren lugt wat moeilijker. We hebben te maken met een logaritmische schaal hetgeen betekent dat een klein verschil in werkelijkheid groter kan uitvallen. We kunnen nl. ook horen dat het geluid dat uit de klankkast komt iets luider is. Veel is het echter niet en dat bevestigd deze meting ook.
Conclusies:
  • Het gebruik van de klankkast versterkt inderdaad het geluid dat uit de IPhone komt een ietwat.
Literatuur:
  • Mike Goldsmith; "Sound A Very Short Introduction"; Oxford; 2015; ISBN 9780198708445
  • Richard T. Weitner and Robert L. Sells; "Elementary Classical Physics - Volume 1"; 2nd Ed. ; 1973; Allyn and Bacon; ISBN 020503597; blz 302-324.
    •

Relevante websites:
 
Opmerkingen:
  • De resultaten zijn opgeslagen in de Excel file: resultaten
  • De gebruikte Coachlab file: Klankast IPhone.cmr
  • De gebruikte app is ook in de Google Play Store te vinden (Tone Generator van TM Soft)
  • 440 Hz is de frequentie die vaak door een stemvork gebruikt wordt.
 

Achtergrondinformatie:

Decibels:

Het verschil in geluidsvermogen tussen geluid P1 en P0 is:  10log10 (P1/P0)

Het vermogen is evenredig met het kwadraat van de geluidsdruk P1 en P2 is: 10log10(P12/P22) = 20log10(P1/P2)

 
Geluidsgolven die zich in een gas (zoals lucht) voortplanten worden veroorzaakt door een mechanische trilling die een golf van hoge - en lage druk gebieden door de moleculen van het gas stuurt. In een vaste stof plant het geluid zich voort door verstoringen van de positie van atomen in de vaste stof. Geluidsgolven die zich door lucht voortbewegen zijn een typisch voorbeeld van longitudinale golven aangezien de drukveranderingen en verdringing van de luchtmoleculen in dezelfde richting plaatsvindt als de golf zicht voortbeweegt.