Geluid, Golven & Grooves

Of trilling, wiskunde en muziek

Door Joren Six

Wie ben ik?

  • Papa van Oscar Six
  • Onderzoeker aan de Universiteit Gent
  • Passie voor muziek & technologie
    • Computerwetenschapper
    • Musicoloog
Universiteit Gent

Wat doen we vandaag?

GeluidWat is het?
GolvenHoe ziet geluid eruit?
GroovesStructuur in golven: Muziek?

Stilte-experiment

🤫

Iedereen stil. Ogen dicht.

Wat hoor je?

🔊 Geluid: Wat is het?

Demo: Tafel-telefoon

Oor op het tafelblad → zachtjes tikken aan de andere kant

→ Geluid klinkt anders door vaste stof dan door lucht

Vraag

Wat hebben al deze dingen gemeen?

Ze trillen allemaal!

Geluid = trilling

Geluid ontstaat wanneer iets trilt.

Vraag

Hoor je onder water ook geluid?

Geluid = trilling

Geluid ontstaat wanneer iets trilt.

Die trilling verplaatst zich door de lucht naar je oor.

Geluid heeft een medium nodig

Trilling verplaatst zich door:

  • Lucht
  • Water
  • Vaste stoffen

Maar niet door een vacuüm!

Hoe hoor je geluid?

👂
  1. Trillingen in de lucht
  2. Oorschelp vangt ze op
  3. Trommelvlies trilt mee
  4. Hersenen: "Aha, geluid!"

Gehoorbereik van dieren

Dier Gehoorbereik
🧑 Mens 20 Hz – 20.000 Hz
Hond Hond 40 Hz – 60.000 Hz
Vleermuis Vleermuis 1.000 Hz – 200.000 Hz
Walvis Walvis 10 Hz – 200.000 Hz

Geluid

  • Een trilling
  • Die reist door een medium
    • Lucht
    • Water
    • Vaste stof
  • en kan worden waargenomen

Hoe verplaatst geluid zich?

🌊

Vraag

Met welk type golf verplaatst geluid zich? 1 of 2?

Geluid als golf

Geluid reist als een golf — net als rimpelingen in water.

We kunnen eigenschappen van golven zichtbaar maken!

Amplitude — Luid vs. stil

Amplitude = hoe groot de golf is = hoe luid het geluid klinkt

Meten we in decibel (dB)

Vaag: Luid vs. stil

Wat is het luidste geluid dat je ooit gehoord hebt?

Wat zou nog luider kunnen zijn?

Decibel-referenties

10 dBBladeren in de wind
30 dBFluisteren
60 dBNormaal gesprek
85 dBDruk verkeer ⚠️
100 dBConcert
130 dBPijngrens

Amplitude

Harder geluid = grotere amplitude = grotere golf

Geluidsgolven hebben tijd nodig

Geluidsgolf reist aan de geluidssnelheid ongeveer 333 meter per seconde.

Frequentie — Hoog vs. laag

Frequentie = hoe snel de golf trilt = hoe hoog of laag een toon klinkt

Meten we in Hertz (Hz)

1 Hz = 1 trilling per seconde

Demo: Liniaal opnieuw

  • Kort uitstekend = snelle trilling = hoge toon
  • Lang uitstekend = langzame trilling = lage toon

Zelfde principe als op het scherm!

Toonhoogte

Meer trillingen per seconde (hogere frequentie) = hogere toon

Golfvorm — Klankkleur

Dezelfde noot klinkt anders op een gitaar, fluit of piano.

Dat komt door de golfvorm (timbre / klankkleur).

Demo: Golfvormen

  • Sinusgolf — puur, als een stemvork
  • Blokgolf — scherp, retro/8-bit
  • Zaagtandgolf — nasaal, buzzy
  • Driehoeksgolf — zacht, hol

Golfvorm

De vorm van de golf bepaalt de klankkleur

Daarom klinkt een gitaar anders dan een fluit

Daarom klinkt aaaaa anders dan eeeee

Samenvatting: Golven

EigenschapWat bepaalt het?Eenheid
AmplitudeVolume (hard/zacht)dB
FrequentieToonhoogte (hoog/laag)Hz
GolfvormKlankkleur (timbre)—

🎵 Grooves
Structuur in golven = Muziek?

Wanneer wordt geluid muziek?

Van geluid naar muziek: Wat maakt muziek "muziek"?

Toonhoogte (frequentie)→ melodie
Volume (amplitude)→ dynamiek
Klankkleur (golfvorm)→ instrumenten
Ritme→ timing en groove

Toonhoogte: Het octaaf

Lage La: 440 Hz

Hoge La: 880 Hz

→ Precies twee keer de frequentie!

Harmonie

Tonen die mooi samenklinken hebben frequenties in simpele verhoudingen

2:3, 3:4, ...

Dat noemen we harmonie

Do = 260 Hz

260 Hz x 3 / 2 = ??

Instrumenten & Klankkleur

Artiest Instrumenten
The Doors Stem, keyboard (orgel), gitaar, drums
Rachmaninov – Pianoconcerto Piano, strijkers, houtblazers, koperblazers, slagwerk
Kraftwerk Synthesizer, drumcomputer, vocoder, elektronica
Wereld Stem, instrumenten

Demo: Muziek met AI

Patronen herkennen en genereren met kunstmatige intelligentie!

[Verse 1]
Op het bord een slingerlijn
Juf Lotte zegt: "Dit is geluid"
Wij tikken zacht op elk potlood
En voelen trilling door de huid

[Pre-Chorus]
Ik fluister vooraan
Jij hoort het achteraan
Hoe kan dat, hoe gaat dat
We lachen en we vragen maar

[Chorus]
Golven in de lucht
Golven door de tijd
In de klas van Juf Lotte leert het heel vanzelfsprekendheid
We zingen hoog, we zingen laag (hey!)
We zien het in een trilling, in een lach
Golven in ons hoofd, golven in muziek
Hier in Sama school voelt leren als een lied

[Verse 2]
We springen samen op de grond
De ramen rammelen een beetje mee
Juf gooit een steentje in een kom
Rondjes groeien als een zee

[Bridge]
Hard en zacht, ver en dichtbij
Ik sluit mijn ogen, jij naast mij
We tellen toppen, tellen dalen
En laten onze stemmen stralen

Golven In De Klas Van Juf Lotte

Samengevat

Trillingen zorgen voor golven. Muziek bestaat uit golven met structuur.