Logo DBNL
De natuurkunde van 't vrije veld. Deel II (1939)

De natuurkunde van 't vrije veld. Deel II

(1939)–Marcel Minnaert–rechtenstatus Auteursrecht onbekend

Geluid, warmte, elektriciteit


Vorige Volgende

De geluiden der natuur.

De stilte der natuur is vol geluiden....
H. Roland Holst, de Nieuwe Geboort.

Om de natuur te horen, moeten we zelf stil kunnen zijn.
Te midden van het lawaai der grote stad,
buiten in 't vrije veld bij stormweer,
tijdens een grote volksvergadering,
of boven op de top van een berg,
willen we gaarne een wijle roerloos luisteren, ons aandachtig bewust worden van alle geluiden en voor elk daarvan de oorsprong zoeken, om daarna hun machtige samenklank in ons op te nemen.

37. Geruis, gerucht, geraas.

Lawaai is de ware moordenaar der gedachten.
Schopenhauer.

Deze geluiden verschillen in hoogte, sterkte, duur, ongelijkmatigheid. Ze zijn ‘zacht, afgebroken, ruw, hees, verschrikkend, oorverdovend.’ Vergelijk het geratel van een lichte kar met het gerommel van een zware wagen over de plaveistenen; een pistoolschot en een kanonschot; 't gerinkel van een bergstroom en 't gedreun van een waterval. Bepaal het toonelement in 't gehuil van de wind, het gegons van een zwerm insecten, 't gezoem van pratende stemmen in een drukke zaal.

De grens tussen geluid en gerucht is niet scherp te trekken. Gehamer op één aambeeld klinkt niet muzikaal; maar Wagner gebruikt een reeks afgestemde aambeelden in Rheingold, en door het verschil wordt de toonhoogte duidelijk (vgl. § 31).

Ter onderscheiding van allerlei soorten gerucht heeft Davidson in 1900 de schaal samengesteld die zijn naam draagt:1)

I.Rijtuigen, treinen in tunnels of over ijzeren bruggen.
II.Donder: soms een ontploffing, dof, zwaar, gedoofd of gedempt, meestal echter een diepe, lage toon, ver.
III.Instorten van een muur; omwerpen van een lading bakstenen.
IV.Val van zware voorwerpen (bomen, timmerwerk; slaan van deuren).
V.Ontploffing van ketel, dynamiet, vuurpijl; weergalm van kanonschoten in de verte.
VI.Verschillende andere geruchten; bijvoorbeeld: paardengetrappel, gevecht van zware mannen op de bovenverdieping van een huis, gerucht van de verre branding, geknetter van fijne regen of hagel op de bladeren, verschuiving van grote rotsmassa's.

Beproef al dergelijke geluiden in de schaal van Davidson in te delen! Laat geen gelegenheid voorbijgaan om hun eigenaardigheden te onderscheiden! Vergelijk een sterk, maar ververwijderd gerucht met een zwak, maar nabij gerucht, en bemerk sommige opvallende gelijkenissen, zoals er in de schaal van Davidson voorkomen. - Dergelijke oefeningen verhogen niet alleen uw betrouwbaarheid als waarnemer, ze verrijken u met nieuwe indrukken en doen u genieten van de eindeloze verscheidenheid der natuur.

38. Het onderscheiden van verschillende soorten knallen.1)

Verschillende belangwelkende verschijnselen worden door knallen begeleid. Hoe zal men nu de oorzaak van zulk een geluid opsporen, eventueel ook met behulp van waarnemingen van anderen die men in de kranten vermeld vindt?

Donder is te herkennen aan de lange duur van het gerucht. Ook is hij meestal slechts hoorbaar over een klein gebied.

Kanonschoten volgen elkaar dikwijls op met ongeveer gelijke sterkte. De waarnemer krijgt duidelijk de indruk dat het geluid door de lucht komt. Van hoe verder de berichten afkomstig zijn, met hoe meer stelligheid ze aan kanonschoten worden toegeschreven.

Meteoorstenen geven soms een, soms meer knallen. Het hoorbaarheidsgebied is soms langwerpig; 't geluid is veel beter merkbaar dan de voelbare trilling. Kijk op het weerkaartje of de zelfregistrerende barograaf niet een hobbel heeft opgetekend toen de meteoorsteen voorbijkwam. Dikwijls ziet men de meteoorsteen zelf of althans zijn lichtglans.

Onderaardse instortingen, zeer zeldzaam in onze gewesten, zijn meestal slechts in de rechtstreekse nabijheid van de eigenlijke haard met gerucht begeleid. Men hoort schokken, ratelen, kanongeluiden.

Aardbevingen1) komen nu en dan in ons land voor, maar zijn bijna nooit zo sterk dat er geluid bij gehoord wordt; in rotsige streken schijnt het geluid meestal veel sterker te zijn dan in alluviale gebieden. Men beschrijft het geluid als zeer diep, nauwelijks meer hoorbaar doch eer voelbaar, voor een zeker procent der mensen ligt het beneden de onderste gehoorgrens. Meestal schijnt het geluid even vóór de schok waargenomen te worden, maar de grote geluidssterkte en de sterke schokken vallen samen. De snelheid van de golven is veel groter in de aarde dan in de lucht, wanneer het geluid dus naar de lucht overgaat, moet het door de breking bijna loodrecht uittreden; inderdaad krijgt men ook sterk de indruk dat men het geluid van uit de diepte hoort komen.

39. Meteoorknallen.

Bij het neerkomen van een meteoorsteen hoort men meestal een knal, die 5 tot 10 sekunden duren kan; daarna komt een knetteren en bruisen gedurende verscheiden minuten, ongeveer als het geruis van een automobiel of vliegtuig.

Die knal is niet te wijten aan een ontploffing, want dikwijls vindt men daarna de meteoorsteen terug en kan men nagaan dat hij volstrekt niet uiteengespat is. De verklaring is, dat de steen met meer dan geluidssnelheid in onze dampkring komt en een knalgolf vóór zich samenperst, tot hij zo sterk geremd is, dat zijn snelheid kleiner dan de geluidssnelheid is geworden. Op dat ogenblik loopt de samenpersingsgolf met normale geluidssnelheid verder, zich van de steen losmakend en hem vooruitsnellend. Inderdaad heeft men waargenomen dat het geluid altijd enkele seconden vóór de steen zelf de grond bereikt.

De knal ontstaat meestal op hoogten van 20 tot 35 Km; het geruis na de knal is natuurlijk afkomstig van de hogere delen der baan, uit de duur ervan berekent men dat de meteoorsteen op ongeveer 75 Km begon geluid te geven.

Niet verwarren met donder!

40. De donder.1)

De donder ontstaat door de luchtgolf die bij het doorgaan der elektrische lading ineens naar alle richtingen wordt uitgezonden; of die golf ontstaat door plotselinge verwarming, elektrostriktie, of chemische reactie, is niet goed te zeggen. Als de bliksem vlak bij ons inslaat, klinkt de donder als een knal; het is zeer waarschijnlijk dat hij zich evenals een ontploffingsgolf met een snelheid groter dan de geluidssnelheid voortplant. Telkens als hij door de grens dringt van luchtlagen van verschillende temperatuur en vochtigheid maken zich sekundaire golven van het front der knalgolf los en lopen terug; zo komt het, dat men soms de donder als 't ware van alle kanten tegelijk hoort, en moeilijk zou kunnen zeggen van welke richting zijn geluid komt (vgl. § 5).

Een van de eigenaardigste kenmerken van de donder is het rollen van het geluid. Waarnemers die een opstijging maakten in een luchtballon en door een onweer overvallen werden, weten ons te vertellen dat men in hogere luchtlagen het rollen bijna niet hoort. Naast de terugkaatsing door de wolken en de breking in luchtlagen van wisselende temperatuur en vochtigheid, moet dus de terugkaatsing door de aarde een belangrijke rol spelen. Dit wordt bevestigd door het feit dat de donder een geheel ander geluid maakt in de bergen dan in de vlakte. In vele gevallen hoort men, dat de sterkte van de donder eerst geleidelijk toeneemt, en slechts een kwart sekunde of langer na de inzet een maximum bereikt. Dit zijn altijd de ver verwijderde donderslagen, wat men ook dààraan merkt, dat hun intensiteit gering is. Hoe verder de donder van ons af is, hoe meer de plotselinge inzet vervormd en vervlakt is, hoe langer hij duurt en hoe uitgesprokener het rollen is.

Dat alleen is reeds een afdoende weerlegging van de bewering, dat de lange duur van de donder toe te schrijven zou zijn aan de verschillende afstand van de onderscheiden punten der bliksembaan tot ons oor: want hoe verder de bliksem van ons verwijderd is, hoe geringer dit wegverschil. Er zijn gevallen bekend waarin het rollen na één enkele blikseminslag, in vlak land, tot 45 sekunden duurde!2)

De sterkste trillingen van de donder zijn zó langzaam, dat wij ze niet meer als geluid kunnen horen; ze trillen met een frequentie van ongeveer 5 trillingen per sekunde. Men merkt

hun aanwezigheid aan het dreunen der vensterruiten en aan het trillen van de grond. In het geluidspektrum van de donder hebben zij de grootste intensiteit. Ook de iets snellere trillingen tot 40 per sekunde zijn nog goed vertegenwoordigd; daarboven worden de trillingen steeds zwakker, en boven de A van 120 trillingen per sekunde ontbreken ze bijna geheel.

 

Eenvoudige inrichtingen om het geluid te registreren vindt men beschreven t.a. pl. en in Met. Zs. 31, 487, 1914.

41. Mistpoeffers.1)

Vooral aan onze Vlaamse, maar ook langs onze Nederlandse kust, van Boulogne tot Groningen, hoort men soms doffe knallen in de verte, waarvan de oorsprong nog raadselachtig is. De vissers noemen ze ‘mistpoeffers,’ ‘zeepoeffers,’ zeedoffers,’ ‘mistbommen,’ ‘gonzen,’ ‘balken.’ Dergelijke verschijnselen kent men in Schotland (‘paperbags’), in Zuid-Italië en Sicilië (‘marina’), aan de golf van Bengalen bij de monding van de Ganges (‘barisal guns’), in O. Indië, Congo, Centraal Amerika. Matrozen beweren dat men over de gehele Noordzee knallen hoort, tot IJsland toe. Het is klaarblijkelijk een kust- of zeeverschijnsel, maar toch kan men het horen over gans de Vlaamse vlakte, enige honderden kilometers landinwaarts. Nergens is het zo duidelijk en veelvuldig als in onze gewesten, en het moest de taak zijn der Nederlandse natuurkundigen om het raadsel der mistpoeffers op te lossen!

Het geluid klinkt als boem, of brroem, en gaat vergezeld van een dreunen; sommigen beweren dat ze eerst gedurende een paar sekunden een soort vóórgeluid horen, dat dan in de korte, dreunende knal eindigt, waarbij men soms de deuren voelt trillen. Vooral bij sterke knallen voelt men een trilling in de borst. Dikwijls komen de knallen in onregelmatige groepjes; de tussenruimten zijn zeer ongelijk, soms een paar minuten, soms een half uur. Er zijn gevallen bekend dat men een paar uur lang gemiddeld drie knallen per minuut hoorde, en zelfs andere waarbij de knallen als een aanhoudend gebrom op elkaar volgden.

Onderscheid tegenover kanongeschut: onregelmatige tussenruimten, geleidelijk vertragen bij het einde van het verschijnsel.

Het meest hoort men hier de mistpoeffers in de zomer (maximum in Juli), tussen 10 en 16 uur, nooit 's nachts; haast altijd op mooie, warme dagen, bij hoge temperatuur en rustige, onbewolkte, windstille lucht of lichte nevel. Dagen van zeer goede algemene hoorbaarheid zijn ook gunstig voor de waarneming. In Vlaanderen schijnt men ze op gemiddeld 1 van de 20 zomerdagen waar te nemen. Als men aan 't strand is, schijnt het geluid van het Westen te komen; landinwaarts zijnde, vindt men het moeilijk een richting aan te geven. Merkwaardig vooral is, dat alle berichten ongeveer dezelfde sterkte voor het geluid aangeven, dus niet des te sterker naarmate men zich dichter bij de geluidsbron bevindt.

Wat kan dat geheimzinnige verschijnsel zijn? Sommigen hebben gedacht aan het geluid van de branding; maar dat aan onze vlakke kust en hoorbaar op een afstand van honderden kilometers?? Of aan ‘een luchtmassa die warmer dan haar omgeving is geworden en ineens opstijgt’ (??). Of aan kleine aardbevingen of verschuivingen in de aardkorst. Het schijnt thans verreweg het waarschijnlijkst, dat in ruim de helft der gevallen de mistpoeffer eenvoudig een verre donder is; in de overige gevallen daarentegen de knal van verre kanonnen. In gevallen waarbij er geen onweer noch schietoefeningen in de buurt voorkwamen, denke men aan de abnormale hoorbaarheid op grote afstand.

Bij het waarnemen tekene men op: plaats, tijd, aantal, richting, weer, aard van het geluid en van de trilling. Was het te onderscheiden van kanon of donder? Als twee of meer waarnemers op enkele kilometers van elkaar eens beproefden op de sekunde nauwkeurig de ogenblikken der knallen te bepalen?!

42. Het gerucht van de trein.

Het lied der wielen heeft ons grote leed gesust zo menigmaal.
Wies Moens, Nocturne (Landing, 1923).

Het eigenaardige gedreun ontstaat, doordat de wielen telkens een stoot geven op het ogenblik dat ze van het ene stuk rail naar het andere overgaan. Als de waarnemer buiten de trein staat, wordt voor hem de rhythmus der stoten bepaald door de verdeling der wielen over elke wagen; bij elk der volgende wagens herhaalt zich die groep stoten. Voor de waarnemer die in de trein zit, wordt de periode bepaald door de lengte van een stuk rail; hij hoort het sterkst het wiel waar hij vlak bij staat, maar daarnaast ook alle naburige. Onderzoek de verdeling der wielen vóór u

vertrekt en tracht de waargenomen rhythmus te verklaren! Verandert die als u op verschillende punten van de wagon gaat luisteren?

Bemerk het onderscheid tussen de rhythmus van een goederentrein en van een sneltrein.



illustratie
Rhytmus van een sneltrein, waargenomen buiten de trein.


In het gedreun kan men naar willekeur vrijwel elk melodietje horen. Onder de talloze tonen die in het treingerucht gemengd voorkomen, worden sommige duidelijker en sterker hoorbaar, doordat wij er onze aandacht op vestigen.1)

De veranderingen in het gedruis die op bepaalde plaatsen van de baan altijd optreden, zijn soms te wijten aan ribbels in de spoorrails, soms aan weergalm van de omgeving. Is verandering bij dit punt van de baan ook hoorbaar als de trein op het andere spoor rijdt?

Als de trein gaat stoppen hoort men de eigenaardige knarstonen, die telkens optreden als twee voorwerpen over elkaar wrijven zonder smeermiddel; het zijn zgn. relaxatietrillingen2) (krijt over bord, kurk over glas).

43. Het gerucht van de elektrische tram.

Men hoorde in de nacht de chromatische toonladders der trams, met hun machtige crescendo's, die als 't ware met stoten schenen vooruit te gaan, en die uit hun stalen rail de toon van een reusachtige cello haalden.
C. Yver, Le Festin des Autres, blz. 37.

Een goed voorbeeld om te ontleden! Het bestaat uit:

1.het zoemen der motoren;
2.het ratelen der wielen;
3.het dreunen van de wagen bij de wissels;
4.het glijden van de beugel langs de draad;
5.het snerpen in de bochten;
6.het klinken van de bel.

Hoe sneller de tram rijdt, hoe hoger het geluid der motoren (§ 1). In de wentelende delen zijn er altijd enkele die een voldoende aantal periodes per sekunde geven om een goed hoorbare toon te veroorzaken. De geluidsoorzaak nr. 5 behoort weer tot het type der relaxatietrillingen (§ 42), en schijnt de oorzaak te zijn van de ‘spoorribbels’, die zich hier en daar in de rails vormen.

44. De geluiden van een vliegtuig.1)

Het geluid ontstaat vooral door de motor en door de schroef.

Veel gebruikt worden motoren met 1440 omw/min. = 24 omw./sec. Een 6-cylindermotor geeft 3 ontploffingen per omwenteling; een 9-cylinder, 4,5. Er moeten dus tonen ontstaan van 72 of 108 trillingen per sekunde, met hun boventonen. Modernere motoren hebben 2000 tot 3000 omw./min. en dikwijls 12 cylinders.

Het geluid van de schroef heeft een trillingsgetal = aantal omwentelingen × aantal schroefvleugels. Dikwijls is het trillingsgetal 48 (moeilijk hoorbaar) of 96, met de daarbij behorende boventonen.

Zeer opvallend is, dat het geluid veel sterker wordt als men zich toevallig in het vlak bevindt, waarin de schroefvleugels draaien. Hoort men het geronk van een vliegtuig snel aanzwellen en dan weer afnemen, dan kan men er bijna zeker van zijn dat dit vlak juist over ons heen is gegaan; herhaalt zich het aanzwellen, dan is het vliegtuig bezig bochten en lussen te beschrijven, zodat het telkens weer in de gunstigste stand komt. Bij een ver verwijderd vliegtuig schijnt deze regel dikwijls niet precies uit te komen: bedenk dan echter, dat de afstand best een paar kilometer kan bedragen, en dat het geluid daar 6 sekunden over doet! Vraag u dus af hoe de stand van het vliegtuig was, enige sekunden vóór het aanzwellen van het geluid.

De geluiden van het vliegtuig kunnen sterk gewijzigd worden door aanzienlijke Doppler-effekten; ze slaan soms snel om, veranderen in de bochten. De sterktewisselingen schijnen voor een gedeelte te wijten te zijn aan de van plaats tot plaats veranderlijke turbulentie van de dampkring.

Bij glijvlucht treedt een eigenaardig geruis op, dat men herkent als men in een auto zit waarvan het regendak is uitgespannen. Het klinkt als fss, f-ch, f-sj.

Geheel afgezien van deze geluiden geeft het vliegtuig nog een interferentietoon, die te wijten is aan de terugkaatsing van zijn geruis door het aardoppervlak, en die onmiddellijk in het klankakkoord te onderscheiden is doordat hij in hoogte stijgt, zodra we ons bukken, terwijl al de andere tonen daarbij gelijk blijven (vgl. § 35).

45. Automobielgeluiden.

Door het ineengrijpen der tanden in de versnellingsbak hoort men altijd een zacht gezoem: telkens als er twee tanden ineengrijpen is er een kleine

illustratie
Fig. 17. Asymmetrische verdeling van het snerpende geluid om een rijdende auto.


stoot, en die stoot herhaalt zich honderden malen in de sekunde. Het sterkste geluid echter zal wel dat zijn van de motor, die een tiental omwentelingen per sekunde maakt, dus bij een 4-of 6-cylinder-type, een zware toon van 40 of 60 trillingen per sekunde geeft.

Een merkwaardig snerpend geluid kan men dikwijls horen, wanneer een auto voorbijrijdt waarvan de banden met schijfjes of figuurtjes bezet zijn, op een straatweg die geasfalteerd of met hout bedekt is. Zodra het asfalt in klinkerweg overgaat, verdwijnt het geluid bijna geheel, en evenmin is het te horen op een weg die met as of poreus materiaal bedekt is; daarentegen is het bijzonder luid als het wegdek nat is. Het ligt voor de hand dat de gummiblokjes zich vastzuigen en daarna een voor een met een knalletje losgerukt worden. Als de auto 12 m per sekunde aflegt, en de blokjes zijn 2 cm van elkaar, is het trillingsgetal 1200/2 = 600; inderdaad is de toon meestal vrij hoog. Maar het eigenaardigste en meest karakteristieke is de asymmetrische verdeling van dit geluid: vóór de auto is er zo goed als niets van te horen; op het ogenblik dat hij ons voorbijrijdt verschijnt het snerpend

geluid ineens in volle sterkte. men hoort de scherpe, zingende toon nog als hij al ver weg is.

Bij nauwkeurige waarneming bevindt men dat de sterke hoorbaarheid niet precies begint als men zich ten opzichte van de auto ‘dwars’ bevindt, maar even later; zodat de lijn auto-waarnemer een hoek van 20o tot 40o met de normaal maakt (fig. 17). Deze asymmetrische verdeling wordt begrijpelijk, indien het geluid ontstaat op het ogenblik dat een samengeperst blokje onder aan de band zich naar de achterzijde van het wiel verplaatst en daar weer los komt.

Naar mijn ervaring is dit geluid bij gunstige omstandigheden aan gemiddeld ⅓ der auto's in mindere of meerdere mate waar te nemen.

Al deze geluiden dalen en stijgen naarmate de auto langzamer of sneller rijdt, en vertonen het verschijnsel van Doppler.

46. Zingen van wagens.1)

Bij strenge vorst (-12o tot -15oC) schijnen de ijzeren veren en assen der wagens op straat soms een hoog trillend geluid te geven. Dit ‘zingen’ hoort men tot op grote afstand.

47. Het knallen van de zweep.2)

De knal van een meteoorsteen of van een kanonkogel ontstaat, doordat deze projektielen met groter snelheid dan de geluidssnelheid bewegen. Nu is het merkwaardige, dat ook het knallen van een gewone zweep tot precies dezelfde oorzaak terug te brengen is. Kinematografische opnamen hebben bewezen dat de top van de zweep gedurende een heel korte tijd met meer dan geluidssnelheid beweegt!

Nog veel huiselijker kan men de proef nemen: grijp een vierkantszijde van een natte handdoek aan de hoeken beet, en sla hem uit; daarbij moet men door een snelle polsbeweging een golf uitzenden die langs het doek voortloopt, en onmiddellijk daarna het doek achteruit rukken. Door deze echte zweepbeweging krijgt men eveneens een knal; en de hoge snelheid die het uiteinde van de handdoek bereikt wordt bewezen door de waterdruppeltjes die naar alle kanten wegspatten.

Denk aan het kloppen van dekens en raadpleeg de huismoeders!

48. Het geruis van het water.



illustratie
Hoe voller de beek, hoe dieper de toon.
L.v. Beethoven, Schetsboek uit het jaar 1808; eerste ontwerp voor het andante der Herderssymfonie.
(G. Nottebohm, Zweite Beethoveniana, blz. 375; Leipzig, 1887).


De druppel die van de kraan valt maakt in het water daaronder een mooi geluidje; een ogenblik daarna ziet men een luchtbelletje dat boven komt drijven en uiteenbarst. De druppel heeft dus een weinig lucht meegesleept; het geluid wordt gehoord op het ogenblik dat het water zich om die luchtholte sluit, en niet bij het openbarsten van het aldus gevormde belletje. Dat geluid ontstaat, doordat de luchtholte pulseert1): afwisselend wordt ze iets kleiner of groter, terwijl de lucht de rol speelt van het veerkrachtige lichaam en het omringende water de rol der trillende massa. Het aantal trillingen per sekunde van een belletje met straal r cm, is dan N = 328/r.

Grotere hoeveelheden meegesleepte lucht schijnen ook geluid te kunnen geven op de wijze van een gewone gesloten bolresonator of orgelpijp: van de holte die zich in het wateroppervlak heeft gevormd trilt dan alleen de luchtinhoud, terwijl de wanden als vast te beschouwen zijn.2) De frequentie is dan van de orde 1000/r, zodat klaarblijkelijk de luchtholten al vrij groot moeten zijn om op die wijze een goed hoorbaar geluid van gemiddelde toonhoogte te geven.

Uit een samenstel van dergelijke elementaire geluiden ontstaat

het gemurmel van het beekje, het gedreun van de waterval, het geruis van de zee.

Het geruis van de zee is voor het oor zeer moeilijk te ontleden; men slaagt er het best in, door zich aan 't strand dicht bij de zee te begeven, en dan het oor afwisselend dicht bij de grond en weer op normale hoogte te houden. Uit dergelijke waarnemingen kom ik tot het besluit, dat men te maken heeft met twee groepen tonen: 1. een diep geraas als van een daverend voorbijrijdende trein; 2. een hoger geluid, ruisend, klaterend. Als men zich bukt, wordt (1) versterkt, (2) stijgt aanzienlijk in toonhoogte en wordt eer zwakker. Neemt men dezelfde proef op een 50 m afstand van de zee, dan is geluid (1) in sterkte achteruitgegaan tegenover (2), maar overigens zijn de verschijnselen ongeveer dezelfde.

Het is duidelijk, dat de verandering van toonhoogte bij het bukken niets anders is dan het gevolg van de interferentie tussen het rechtstreekse en het door het strand teruggekaatste gebruis van de golven (§35). De oorsprong van het diepe geluid (1) is voorlopig onbekend; maar het is merkwaardig, dat een dergelijke onderscheiding in twee geluidsgroepen reeds lang geleden door andere natuuronderzoekers gemaakt was, wier werk mij niet meer voor de geest stond op het ogenblik mijner waarnemingen. Dit onderzoek zal ik thans beschrijven.

De uitstekende Zwitserse geoloog en natuurminnaar A. Heim, in samenwerking met zijn broer, den toonkunstenaar E. Heim, liet door musici aangeven welke tonen ze konden onderscheiden in het gedruis van een aantal watervallen en stortbeken. Eenparig werd aangegeven:

1.een diepe F, zeer sterk;
2.het akkoord C, E, G, waarvan de eerste toon duidelijk, de tweede zeer zwak, de derde zwak gehoord werden.

De diepe F was nog te horen achter een hoek of een bos, terwijl de hogere geruisen dan verdwenen. Bij geringe waterafvoer hoorde men de tonen een of twee oktaven hoger, bij grote waterafvoer soms in verscheiden oktaven tegelijk. E. Heim beweert, dat men lelijke dissonanten hoort, als men bij een ruisende rivier een lied beproeft te zingen in een andere toonaard dan die van C.

Ik kan voorlopig deze waarnemingen niet verklaren, en ben
1)

geneigd ze aan een muziek-psychologische reden, meer dan aan een natuurkundig verschijnsel toe te schrijven. Maar het resultaat dat door Heim verkregen is moet zonder twijfel een kern van waarheid inhouden en mag in geen geval vergeten worden. Als motto voor deze paragraaf vindt men de wijze waarop Beethoven het gemurmel van de beek genoteerd heeft, - naar mijn gevoel buitengewoon juist en nauwkeurig. En ziet! De twee tonen die hij er in hoofdzaak in hoort zijn: een diepe F en een hogere C!!

 

Aan kleine kinderen, 's zomers aan zee, wordt soms verteld dat de gloeiende zon sist als ze 's avonds in het water ondergaat. Ze luisteren, en dikwijls menen ze dit geluid te horen in 't geruis van de branding.

 
O regen met je dubbel geluid,
 
Geplas dichtbij en rondom geruis!
 
Coleridge, An Ode to the Rain.

49. Zwieptonen.

Houd een stok in het water van een stromend riviertje; geregeld snoeren zich wervels af, om de beurt aan de rechter- en aan de linkerzijde (fig. 18). Het gehele patroon noemen we: de wervelweg van Von Kármàn. De verhouding van de afstand a tussen

illustratie
Fig. 18. Een stok wordt in een stromende beek gehouden. Er ontwikkelt zich een wervelweg van Von Kármàn.


de twee rijen tot de afstand b tussen twee opeenvolgende wervels is theoretisch berekend op 0,28, en experimenteel in overeenstemming daarmee bevonden.

Deze wervels werken ook terug op de stok. Beproef hem rechtlijnig door het water te bewegen, aan de oever staande of van uit een boot: het lukt niet, hij gaat een slingerlijn beschrijven zoals de slingerlijn van fig. 18. U kunt hem niet zo vast houden dat hij zich in een rechte baan beweegt!

Op dergelijke wijze snoeren zich luchtwervels af achter een

vlaggestok; U ziet ze als golvingen voortlopen langs de vlag, die ook de vorm van een slingerlijn aanneemt. Ze brengen de vlaggestok aan het trillen, zoals u voelen kunt door er de hand op te leggen; en die trilling geschiedt dwars op de wind. De afstand a is iets groter dan de dikte van de vlaggestok; twee golfdalen of twee golfbergen van de vlag moeten elkaar dus volgen op een afstand van ruw 5 maal de dikte van de vlaggestok. Komt dat uit? - Men zou eens het wapperen moeten onderzoeken van de vlaggetjes die vóór aan een auto zo lustig klapperen: hoe hangt de frequentie af van de dikte van de vlaggestok of van de snelheid van de auto's?

Een hengelsnoer dat bezwaard is, de ankerketting van een vastgeankerde boot, gaan aan het trillen zodra de stroming sterk genoeg is en wel dwars op de stroom. Is het aantal trillingen per sekunde voldoende groot, dan ontstaat geluid. Dit zijn de zwieptonen van de stormwind die tegen takken, touwen, draden blaast. Het trillingsgetal is gegeven door het aantal wervelparen dat zich per sekunde afsnoert: N = 0,19 V/d: wil men dus bij geringe windsnelheid V nog een hoorbare toon krijgen, dan moet de middellijn d van de draad niet te groot zijn. - Houd bij uw oor een lange, fijne grashalm van het soort dat in heidestreken zo algemeen voorkomt (‘pijpestrootjes’ = Molinia Caerulea): reeds bij zwakke wind hoort u duidelijke hoge fluittonen. Als u tussen het hoge gras ligt, fluisteren de windgeluiden om u heen.

Soms kan de zwieptoon overeenstemmen met een der eigen trillingen van de draad: het geluid wordt dan aanzienlijk versterkt door de resonantie. Dit is het geval bij de aeolsharp en de zingende telegraafdraden.

50. Geluiden van de wind.

Ga met mij mee; het is een winteravond, donkere wolken trekken over de maan. Kom in het vrije veld!

1.De wind gonst in onze oren; er ontstaan wrijvingstonen aan alle ribben en vooruitstekende kanten van de oorschelp, de lucht in de gehoorgang gaat aan het trillen. We draaien ons hoofd zó dat één oor beschermd is, en houden de hand voor het andere. Nu pas kunnen we de natuurgeluiden ongestoord waarnemen.
2.In de draden der elektrische leiding maakt hij een zuivere
muzikale toon, een echte zwieptoon, waarvan we het trillingsgetal op N = 250 schatten. Pas de formule toe: N = 0,19 V/d die uit § 49 begrijpelijk is; met de draaddikte d = 0,5 cm bijvoorbeeld wordt de windsnelheid V = 660 cm/sec. Dat is niet onwaarschijnlijk.
3.De wind loeit als hij langs boomstammen, takken, twijgen blaast. Blijkbaar zijn dit ook zwieptonen, want hoe sneller de wind, hoe hoger de toon; iedere windstoot doet de toonhoogte sterk stijgen.1)
4.Hoge geruistonen horen we in dennebomen (naalden), in beukebomen (dorre bladeren), in esdoorns

illustratie
Fig. 19. Het trillende populierenblad.


(droge vruchtjes). Zij ontstaan als deze verschillende plantendelen tegen elkaar stoten.

Bijzonder sterk is het ruisen der populieren. Bekijk de bladsteel van een populierenblad: hij is afgeplat, en wel juist in de richting die het trillen van het blad het meest begunstigt. Fig. 19 stelt een blad voor in het vlak van tekening; als de wind loodrecht op het papier blaast, schommelt het blad dwars op de wind in zijn eigen vlak, zoals de pijlen het aangeven (§ 49). Men ziet nu hoe de afplatting van de bladsteel, door de vorm van de doorsnede aangeduid, deze beweging begunstigt.

In de zomer oefene men zich, aan het ruisen van de wind te onderscheiden langs welke bomen men wandelt.2) Het geruis van dennenaalden is hoog maar zacht, een beukebos daarentegen maakt veel geluid doordat de blaren zo breed zijn. In elk jaargetijde is het geruis van een boom weer verschillend. Als het regent, hoort men de nabijheid van elke struik door het ruisen der druppels tegen de bladeren; in een beukebos is dat een echt lawaai.

Bij felle wind heb ik (in April) tussen de dorre rietstengels een merkwaardig ratelend geluid waargenomen, nu hier, dan daar,

alsof iemand telkens ‘rrr ....’ zei. Wellicht ontstaat het, doordat twee naburige halmen in de windstroom naar elkaar toe getrokken worden, volgens een bekende hydrodynamische wet; even later raken ze, de stroom wordt niet meer doorgelaten, ze komen weer los, enz. (§ 52).

 
O 't ruischen van het ranke riet!
 
o wist ik toch uw droevig lied!
 
wanneer de wind voorbij u voert
 
en buigend uwe halmen roert.
 
 
 
G. Gezelle, Dichtoefeningen.
 
Als ge naar het kooren luistert,
 
dat nu op- nu nedergaat;
 
daar een zwepe wind in snuistert,
 
dat de lieve zonne baadt.
 
 
 
G. Gezelle, Tijdkrans.

51. Het zingen van telegraafdraden.1)

Dit verschijnsel lijkt zo grillig, en de waarnemingen die er betrekking op hebben zijn zo merkwaardig, dat we goed zullen doen de verklaring voorop te stellen, waartoe men na lang zoeken gekomen is: de voorbijwaaiende wind veroorzaakt een zwieptoon (§ 49 en 50), en die wordt versterkt als hij min of meer samenvalt met een der harmonische boventonen van de draad (dus met een ‘eigen trilling’). De draad trilt dus dwars op de wind. Alle omstandigheden die invloed hebben op windsnelheid, diameter of eigen trillingstijd van de draad, hebben ook invloed op het zingen; vandaar dat het verschijnsel zeer grillig lijkt en dat er zo veel en verward over geschreven is. Verder moet nog bedacht worden, dat het geluid zich bij vorst aan de harde aarde in de nabijheid van de paal meedeelt, zodat het geluid als door een klankbord versterkt wordt; is de aarde niet bevroren, dan is de demping in de weke aarde te sterk.

Het geluid is het duidelijkst, als men zijn oor tegen de paal legt. Men hoort tegelijk de tonen van twee groepen draden: die vóór en die achter de paal. Aan de volgende paal hoort men dus weer een nieuw accoord; wie muzikaal geoefend is, kan een lijstje van die tonen opmaken, en zoeken welke daarvan aan twee palen gemeen zijn: die zijn afkomstig van de daartussen hangende draden. Dikwijls hoort men dissonanten en zwevingen, vooral daar waar er verscheiden draden samenkomen. Eenzelfde draad

kan diepe tonen geven, en enige uren later veel hogere; blijkbaar zijn er dus sommige omstandigheden veranderd, waardoor nu andere boventonen dan daareven tot meetrillen worden gebracht. De tonen verspringen soms vrij plotseling.

Telegraaf- en telefoonleidingen trillen op verschillende wijze, want ze zijn verschillend van dikte. Nu eens zingt de ene groep meer, dan de andere.

Sommige palen zingen bijna altijd, andere nooit. De richting van de wind ten opzichte van de draad is natuurlijk van invloed. Bepaalde waarnemers beweren dat de wind gelijkmatig moet waaien en dat windstoten niets tot de trilling bijdragen. Er zijn gevallen waarin de draden sterk zongen terwijl de lucht bijna bladstil was,1) maar daar hoeft men zich niet over te verwonderen, als men bedenkt hoezeer een toevallige goede resonantie de amplitude der beweging kan versterken. Verder zijn er leidingen, die alleen kort na zonsopgang of na zonsondergang gedurende enige tijd aan het zingen gaan, en dat vooral bij bepaalde windrichtingen of bij wolkenloze dagen2). Onwillekeurig moet men denken aan de beroemde Memnonszuil in Egypte! Hier evenals daar moeten sterke temperatuurveranderingen de hoofdrol spelen.

Soms trillen strak gespannen draden zo heftig, dat men de golvingen duidelijk met het oog kan zien; terwijl los doorhangende draden dit veel minder doen3). Bij dit soort trillen ontstaat geen toon, daar de trillingen te langzaam zijn; wellicht zijn het de gevallen waarin de draden hun grondtoon of eerste boventoon geven. Men heeft dit zichtbare trillen ook bij windstil weder waargenomen, en op dagen dat de draden dik met rijp bedekt waren; dit is volmaakt begrijpelijk, aangezien een geringe windsnelheid en extra-belasting van de draad de periode van de zwieptoon zeer langzaam maken.

Er zijn waarnemers, die beweren, dat het zingen der draden verandering van luchtdruk aankondigt en het omslaan van het weer, en des te sneller omslag naarmate de tonen hoger zijn. Het spreekt vanzelf dat dit een zeer oppervlakkige waarneming is; wat de draden doen, wordt alleen door de nu heersende toestand bepaalt. Een gegeven draad zal bijvoorbeeld zingen omdat er een sterke ZW-wind waait (of door een dergelijke oorzaak); en aangezien sterke ZW-wind dikwijls de aankondiging kan zijnvan naderend slecht weer, zal het zingen van de draad meermalen

door slecht weer gevolgd worden. Er zijn echter zoveel andere storende faktoren, dat men geen voorspelling op dergelijke gronden steunen kan.

Onder de zeelui vertelt men sinds lange tijd, dat het zingen van de wind in het touwwerk en het fluiten van de blokken naderende storm uit ZW aankondigt.1) Het schijnt dat de toenemende vochtigheid de touwen spant en daardoor hun eigen trilling in een gebied brengt dat gunstiger is voor het ontstaan van het geluid.

De kinderen denken dat het zingen der telegraafdraden veroorzaakt wordt door telegrammen die langs de lijn verzonden worden! De spechten menen dat er wormen in de palen verborgen zitten en hakken er op los.2)

52. Het touw aan de vlaggestok.

Vrolijk klepperen in de zeewind de touwen die langs de vlaggestok gespannen zijn. - We zijn op 't strand, of aan de achtersteven van een varend schip. Het is merkwaardig hoe regelmatig het klepperen is, terwijl toch de wind nu sterker, dan zwakker waait; blijkbaar hangt de trillingstijd niet van de windsnelheid af. Maak de touwen onder los, en houd ze verder van de mast: ze klepperen niet meer. Om het verschijnsel in zijn eenvoudigste vorm te onderzoeken, naderen we het ondereind van slechts één der touwen tot de mast; zodra de afstand minder dan een 15 cm geworden is, begint het klepperen weer. Trekken we iets sterker aan het touw, dan kleppert het sneller. Nemen we de twee touwen samen, en beproeven even sterk te trekken als bij één touw alleen, dan is de beweging langzamer.

De trilling is dus wel een eigen trilling van het touw, en de trillingstijd hangt af van spanning en dikte. Het zou wel eens kunnen zijn, dat het touw eenvoudig trilde als een gespannen snaar die haar grondtoon geeft! Een touw waarvan wij de lengte schatten op 6 m, de dikte op 7 mm, de massa van 1 cm op 0,3 gr, gaf ongeveer 4 trillingen per sekunde, als men er aan trok met een kracht van 5 kg3). Volgens de snaarformule (§ 10, 11) is de trillingstijd:

illustratie

De overeenstemming met onze waargenomen periode van 0,25 sec is heel goed, daar alle grootheden alleen op schatting berustten (en heus niet achteraf aangepast zijn!)

Maar hiermee is het vraagstuk nog niet geheel opgelost. We zouden nog willen te weten komen hoe het touw aan het trillen gebracht wordt. Het was wel opvallend dat het niet veel minder dan 3 en niet veel meer dan 6 trillingen per sekunde kon uitvoeren, hoe men ook de spanning wijzigde. Blijkbaar heeft het mechanisme dat de trilling opwekt ook zijn eigen frequentiegebied, en alleen als de frequentie van het touw hier niet teveel van afwijkt kan de trilling een behoorlijke amplitude bereiken, precies zoals de eigen toon ener orgelpijp ongeveer in het frequentiegebied van de tong moet vallen, wil de pijp aan het trillen gebracht worden. Het feit dat een touw niet kleppert als men het ver van de mast houdt, bewijst dat de trilling niet ontstaat op de wijze van de zwieptonen der zingende telegraafdraden. Zijn het dan misschien zwieptonen die zich vormen aan de vlaggestok (§ 49)? Dan moest het aantal trillingen per sekunde gegeven zijn door N = 0,19 windsnelheid / dikte van de stok' heir ongeveer

illustratie

. Dat komt niet uit!

Waarschijnlijk ontstaan de trillingen in dit geval heel anders. Touw en vlaggestok, naast elkaar in een luchtstroom geplaatst, worden hydrodynamisch naar elkaar toe gezogen. Ontmoeten ze elkaar, dan houdt de luchtstroom op, dus ook de aantrekking, en het touw verwijdert zich elastisch van de stok; daarna begint het spel opnieuw. Wie berekent de periode van dit verschijnsel?

53. De koekoeksroep.1)

Een mooie oefening in het bepalen van absolute toonhoogten en intervallen! Meestal is het interval een terts, tussen een grote en een kleine terts in: de ‘koekoeksterts.’ Zeldzaam zijn kwarten (f c) of sekunden (d c), zeer zelden komt de kleine kwint voor (ges c). Er zijn enkele gevallen bekend waarin de koekoeksroep uit drie tonen bestond: f"ges"des", ges"ges"des", f"d"h'; ook de drieklank g"e"c" komt voor.

Na een lange rust zijn de eerste intervallen dikwijls iets te klein, daarna stijgt de bovenste der twee tonen weer en wordt het interval het gewone.

Absolute hoogte: meest e"c"; grenzen: ges"h'.

54. Geluiden van insekten.

Meestal is de toonhoogte bepaald door het aantal vleugelslagen per sekunde. Soms ziet men een vlieg in de zonneschijn als een stippellijntje: de vleugels kaatsen het zonlicht sterker terug als ze in een bepaalde stand staan, en die stand komt bij elke vleugelslag éénmaal voor. Schat de afstand a van twee opeenvolgende stipjes en de snelheid v, dan is v/a het aantal trillingen per sekunde. Dit moet kloppen met de toonhoogte van 't gegons.

Een grote stenen kan staat op de tafel, ledig. Daar komt een wesp gonzend aan, vliegt erin: ineens wordt haar geluid zeer versterkt. Zodra de wesp weer weg is, blazen we lichtjes over de monding van de kan, en horen precies dezelfde bromtoon. 't Was een eigenaardig geval van resonantie!

Een veldsprinkhaan maakt geluid, door met zijn ruwe achterdij over de lederachtige dekvleugels te schuren. Bij de groene sprinkhaan en de krekel is het de éne dekvleugel die over de andere wrijft, terwijl beide geribbeld zijn. De tonen zijn meestal zeer hoog. In een gezelschap zijn er altijd sommige mensen, vooral oudere, die een krekel niet horen terwijl de andere hem duidelijk waarnemen; blijkbaar is voor hen de gehoorgrens overschreden.

Bepaal de toonhoogte van het gegons van verschillende insecten, die nauwkeurig gedetermineerd moeten worden.

55. Tonen van bakstenen.

Houd een baksteen los tussen twee vingers in het midden zijner lengte en sla hem aan met de knop van een wandelstok: hij geeft een duidelijke toon. Een klinker van ongeveer dezelfde grootte geeft een toon die bijna een oktaaf hoger is. Dit verschil is te wijten aan de veel grotere elasticiteitsmodulus van de klinker.

De laagste toon van de baksteen is die welke overeenkomt met longitudinale golven in de richting van zijn grootste afmeting l; het trillingsgetal is gegeven (zoals dat van een open orgelpijp) door de formule:

illustratie

. Op deze wijze vond Chladni, dat de geluidssnelheid in baksteen 10 tot 12 maal die in lucht bedraagt.1)

56. Zingend zand.1)

Als men een losse duinhelling bestijgt, of op bepaalde delen van het zeestrand loopt, hoort men bijna altijd een zacht geruis van het wegglijdende zand. Er zijn nu enkele zeer bepaalde plaatsen waar dat geluid veel sterker wordt en overgaat in een knarsen, krijsen. Om dit goed te kunnen horen moet men met de voeten door het zand schuiven of sloffen; of er in schuine richting op trappen, of er een flinke wandelstok door slepen. Het geluid heeft natuurlijk geen zuiver bepaalde toonshoogte, maar is toch duidelijk hoger naarmate de zandkorrels fijner zijn, en naarmate ze sneller over elkaar schuiven. In een bepaald geval kwam de toon ongeveer overeen met a = 217 trillingen per sekunde wanneer men op het zand trapte, fis2 = 732 wanneer men er met de vingerknokkel in roerde, a3 = 1740 als men er een stok door haalde.

Zulk muzikaal zand vindt men op allerlei plaatsen over de hele wereld, op Bornholm, aan de Schotse, Engelse en Baltische kusten, en ook hier en daar aan het Nederlandse strand.

Ik heb het in Noordwijk bij ebbe prachtig waargenomen, maar alleen in de uiterste strook die nog door de zee bevochtigd was geworden toen het vloed was, en die nu al in de zon was gedroogd; de breedte van die strook was slechts ongeveer 5 meter, maar ze strekte zich uit over de gehele lengte van het strand, (uitgezonderd daar waar veel mensen hadden gelopen), ik kon niet vinden waar ze eindigde. Het was een rustige Meidag met weinig wind en weinig zon, er waren niet veel bezoekers, zodat het zand op grote gedeelten van het strand onaangeroerd was.

Een andere maal hoorde ik het zingende zand zwakjes nabij Zandvoort, zelfs op plaatsen waar veel gelopen was. Het verschijnsel zal stellig blijken veel algemener voor te komen dan men nu denkt, indien men er enige aandacht aan besteedt en op de hier opgesomde omstandigheden let: volgens de litteratuur gelden die vrij algemeen.

Vast staat, dat zingend zand zich onderscheidt door de gelijkmatige grootte van zijn korrels; zodra er stof of plaatjes van schelpen tussen voorkomen, verdwijnt het geluid. Meestal zijn de korrels mooi rond; soms geven ook zandsoorten met hoekige korrels

geluid, maar dat verdwijnt spoedig omdat de ribben en hoeken afslijten, en er dus stof tussen de korrels komt, dat de gelijkmatigheid bederft. Het zingende zand is dus blijkbaar gesorteerd, zodat alleen korrels van vrijwel constante grootte overblijven. Dat de vindplaatsen juist voorkomen bij de hoog water-grens, bewijst mijns inziens dat die sorterende werking aan het water, en niet aan de wind is toe te schrijven.

Het is een bekend feit, dat de wind geen zandribbels vormt, tenzij waar de korrels van verschillende grootte gemengd voorkomen. Men zou dus verwachten, dat zingend zand geen ribbels vertoont. Inderdaad is het een feit, dat in vele gevallen het zingende zand zich door zijn oppervlak van het omgevende strand onderscheidt, maar de eis der gelijkmatige korrels schijnt niet zò streng te zijn dat alle ribbelvorming daardoor belet wordt. De ribbels die zich op zingend zand vormen onderscheiden zich door hun kleine golflengte (< 6 cm); in andere gevallen ontbreken ze geheel.

Het zingende zand van Schotland geeft ook nog geluid als men het naar huis meeneemt en ermee experimenteert. De allerbeste soorten piepen zodra men ze met een stamper wrijft; iets minder goede soorten piepen als men ze wrijft in een theekopje met hardgeglazuurde wanden; nog minder goede doen het slechts in geglazuurde vaten van bepaalde vorm, op een houten plankje geplaatst dat het geluid versterkt. Men kan de kwaliteit van het zingende zand verbeteren door het te zeven, door het in verdund zoutzuur te koken, door de korrels langs een hellende plaat matglas naar beneden te laten rollen om ze te scheiden van het stof en van de plaatjes. Gewoon zand schijnt echter door dergelijke middelen niet in zingend zand te kunnen omgezet worden. Sommige soorten krijgt men tijdelijk tot geluidgeven, maar weldra slijten de zachtere bestanddelen af, en wordt het geluid bedorven door het zich vormende stof. Het opzettelijk toevoegen van stof is natuurlijk ook voldoende om het geluid te doen ophouden.

Ik ben persoonlijk overtuigd, dat het geluid ontstaat doordat elke bepaalde zandkorrel langs een aantal andere glijdt, en er dus evenveel trillingen per sekunde ontstaan als hij er per sekunde aanraakt. Alleen als die trillingen met min of meer gelijke tussenruimten geschieden, hoort men een werkelijke toon; de meest kenmerkende bijzonderheid, de eis der even grote korrels, wordt aldus begrijpelijk; ook begrijpt men dat fijnere korrels hogere geluiden geven dan grove. Om een toon van 200 trillingen per sekunde te geven, zouden korrels van 0,4 mm middellijn met een

snelheid van 8 cm per sekunde over elkaar moeten schuiven: dit lijkt wel mogelijk.

De hier voorgestelde theorie verklaart ook, waarom het zingende zand juist in de uiterste strook voorkomt die bij vloed door de zee bevochtigd is geweest: daar heeft het zand zich afgezet uit weinig bewogen water, zodat de korrels min of meer in volgorde van hun grootte bezonken zijn, en even grote korrels in elkanders nabijheid voorkomen.

De andere verklaringen die men beproefd heeft zijn erg gezocht.

1.Men heeft zich voorgesteld dat het geluid te verklaren was op de wijze der relaxatietrillingen: de zandkorrels zouden een ogenblik aan elkaar hechten, dan van stand veranderen en opnieuw ineengrijpen, enz. (Vgl. het gepiep van krijt over 't bord, of van een slecht gesmeerd wagenwiel).
2.Anderen denken aan een soort wrijvingstoon van de lucht die uit de tussenruimten stroomt tegen de korrels.
3.Men heeft de zandkorrels als trillende staafjes willen opvatten, waarin zich staande trillingen ontwikkelen.
4.Of men heeft de resonantie der luchtholtetjes tussen de korrels ter hulp geroepen.
5.Tenslotte heeft men beweerd, dat alles aankomt op het zout, dat van het uitgedroogde zeewater afkomstig is, en een korst aan de oppervlakte heeft gevormd; als men voorzichtig de bovenste laag afschept daar waar het geluid het sterkste is, zou men het zoutgehalte rechtstreeks kunnen proeven. (En als men op andere plaatsen proeft?) Geen van deze theorieën houdt steek.

Daarentegen is er nog een laatste verklaring, die een iets uitvoeriger vermelding waard is, en de mijne wellicht aanvult: waar zandkorrels omgeven zijn door water, worden ze zo bewegelijk, dat ze zich vanzelf ‘in dichtste pakking’ rangschikken; iedere storing betekent dan dat de korrels aan alle kanten gaan verschuiven. Zodra de wind het zand opdrijft, is het niet meer in dichtste pakking en verdwijnt ook het geluid. Het verdwijnt ook door regen of door de vochtige zeewind, die een waterhuidje tussen de korrels brengen en aldus hun trillingen dempen; zwakke, droge landwind hindert niet. Het oppervlakkig gedroogde zand rust meestal op een nog vochtige en goed samenhangende ondergrond (1 tot 15 cm diepte); deze wordt geacht het geluid te versterken. Ook een bevroren onderlaag kan dezelfde rol vervullen.

In sommige gevallen vindt men dat het zand aan de oppervlakte een soort samenhangende korst vormt van wel 1 cm dikte; daar-

onder ligt los zand, dat insgelijks droog is; en het diepst ligt het nog vochtige zand. Wanneer men met een schop een kuiltje graaft, vormt zich het profiel van fig. 20. Zet men zijn voet op dergelijk zand, dan breekt men zonder merkbare tegenstand door de bovenste korst, en perst de losse zandmassa die er onder ligt opzij; deze wijkt uit, en heft een stuk van de oppervlakteplaat op (fig. 21). Dergelijke waarnemingen bewijzen hoe innig de samenhang is van de bovenste laag bij pas gedroogd zand, en maken begrijpelijk dat elke verschuiving zich aan een groot aantal korrels meedeelt.

 

In de woestijnen van Arabië, Afghanistan en de Sahara kan zich een dergelijk verschijnsel op grote schaal voordoen, vooral waar het zand op steile hellingen in labiel evenwicht ligt.1) Het geluid schijnt dan veel dieper: een gebrom, een ver gedreun. Allerlei verhalen van ‘zingende bergen’ enz. zijn aan dit verschijnsel toe te schrijven; reeds de eerste reizigers die in de middeleeuwen door de zandvlakten

illustratie
Fig. 20. Profiel van een kuiltje in oppervlakkig gedroogd zand.




illustratie
Fig. 21. Voetspoor in oppervlakkig gedroogd zand.


van Midden-Azië trokken, vertellen van de zonderlinge, trommelachtige geruchten die men er soms hoort.2)

Ook hier is het de vraag of het nodig is dat het zand vooraf vochtig was; in een bepaald geval is het geluid alleen dàn sterk, wanneer het zand voldoende door de zon verwarmd is.

Het krakend, snerpend geluid van de sneeuw als het zeer

koud is, is van hetzelfde karakter als dat van het zingende zand. En het is in hoge mate belangwekkend, dat in de poolstreken, waar de sneeuw in grote massa's en onder grote hellingen bijeengewaaid ligt, het geluid evenals bij zand in een trommeltoon overgaat.1)

57. Eigen geruis van het oor.

In de nacht, in de stilte van een spelonk horen we altijd nog een zwak geruis: het is veroorzaakt door de bloedsomloop in onze oren. Soms hoort men dit gesuis veel luider worden, zodat het ook bij dag goed waarneembaar is; het zet ineens in, duurt zelden langer dan 10 of 20 sec, wordt zwakker en verdwijnt. De toon ligt tussen d1 en b3 (bij mij: b1 en c2 = 480 tot 530 trillingen per sec. Elk der twee oren hoort een verschillend gesuis; koorts maakt het veel duidelijker.

Ziehier nu een van die berichten van reeds heel lang geleden, afkomstig van een uitstekend waarnemer, een bericht waarvan men aarzelt de juistheid aan te nemen, en dat men toch niet zonder meer durft verwerpen.2) Reuleaux kon gemakkelijk de gemiddelde toonhoogte bepalen van het geruis van een watermolen of van een rijdende trein. Daarnaast echter hoorde hij bij aandachtig luisteren een andere, zeer zwakke toon, waarvan de hoogte niet afhing van de geluidsbron, mooi en muzikaal klinkend als het fluitregister van een orgel: g1. Deze toon kon hij naar willekeur in het ene of in het andere oor waarnemen, al naar gelang hij er zijn aandacht op concentreerde. De toonhoogte van deze ‘subjektieve toon’ kon hij enigszins veranderen, met enige oefening gelukte het, hem van a tot d2 te variëren; deze veranderingen duurden echter ongeveer ½ sec. en veroorzaakten hem altijd een weinig spiervermoeienis.

Reuleaux stelt zich voor dat het trommelvlies (of een holte in het oor) een eigen trilling kan uitvoeren, waarvan de frequentie nog een weinig te wijzigen is door de spanning van sommige spieren; wellicht zijn dit de twee kleine spieren die aan de gehoorbeentjes aangrijpen.

58. Geluiden van onbekende oorsprong.

Telkens duiken hier en daar berichten op over zonderlinge geluiden waarvan men de oorsprong niet vinden kan. Soms zijn

het geluiden als van een lopende motor, ‘wind in de bergen,’ ‘een gegons in de lucht,’ ‘kloppen’ in de mijngangen, enz.1)

Dergelijke berichten zijn dikwijls toe te schrijven aan de verwarde en zonderlinge voorstellingen van mensen die niet natuurwetenschappelijk ontwikkeld zijn. Maar daar kunnen ook belangwekkende waarnemingen bij zijn, want het eenvoudige volk is meer vertrouwd met de natuur dan menig geleerde, en kan ons op het spoor brengen van nog onbekende verschijnselen. Onze taak moge het zijn, belangwekkende berichten ter plaatse te gaan kontroleren, en onbevooroordeeld de juiste oorzaak vast te stellen.

59. Landelijke muziekinstrumenten.

1.Zoek een blaadje van een of andere zachte grassoort, waarvan de randen niet omgekruld zijn. Klem het tussen uw twee duimen, zodat het de nauwe spleet tussen hen middendoor

illustratie
Fig. 22. Fluiten op een grasje.


deelt (fig. 22). Als u nu flink in de spleet blaast, uw lippen tegen de duimen gedrukt, geeft het grasje een hoog en luid gepiep. - Verklaring: zoals bij de zwieptonen vormen zich wervels, afwisselend rechts en links. Het grasje trilt dus dwars op de luchtstroom. Evenals een snaar heeft het een eigen toon, waarvan de frequentie afhangt van lengte, dikte, spanning. De windsnelheid moet daar enigszins bij aangepast zijn, zoals bij de zingende telegraafdraden en bij de meeste blaasinstrumenten, die haast altijd uit twee gekoppelde trillende stelsels bestaan. Door de spanning van het grasje te wijzigen kan men er een liedje op spelen.
2.Rietfluitje met dubbele tong. - Neem een korenhalm, snijd een stukje af tussen twee knopen, dus een buisje dat aan de twee kanten open is; druk nu het ene uiteinde samen tot de twee kanten opeen liggen. Als u dit fluitje tussen de lippen houdt en blaast, hoort u een piepende toon, maar waarvan de hoogte goed bepaald is. Het fluitje werkt dus op de wijze van het mondstuk van een hobo, doordat de twee randen afwisselend dichter en verder van elkaar komen (vgl. het touw aan de vlaggestok, § 52).
3.Zoek waar een es groeit, met zijn tegenoverstaande, gevederde bladeren, en snijd er een twijg af (fig. 23 a); of neem de twijg van een wilg, sering, vlier, lijsterbes, desnoods van linde
of hazelaar. Het best doet men dit spelletje in de lente (April, Mei), als de boom het meeste sap heeft. Snijd een ring van de schors weg (b), maak het twijgje in de mond nat, en klop aanhoudend met de rug van het mes op

illustratie
Fig. 23. Het vervaardigen van een fluitje.


het twijgje, dat op uw knie rust, tot de dunne bastlaag stuk gaat die tussen hout en schors zit; met een voorzichtig wringende beweging schuift men er het schorscylindertje af (c). Snijd een stukje af van het hout (d), maak dit aan één kant vlak (e), snijd een stukje s uit het schorscylindertje en zet het geheel in elkaar, volgens het figuurtje (e).1) - Dit fluitje werkt op de gewone wijze van een bekfluit: de bandvormige luchtstroom breekt tegen de scherpe kant s van de schorscylinder en vormt daar een zwieptoon.
 
Sap - sap - siepien
 
Wanneer bist du riepien?
 
Te Meie, te Meie,
 
Als de veugeltjes legt eier.
 
Kinderliedje bij het kloppen der fluitjes te Elspeet.
4.Neem een schelp - geen horentje, maar een helft van een tweekleppige schelp; bijvoorbeeld van de ‘stevige strandschelp’ (Mactra solida), waarvan er duizenden

illustratie
Fig. 24. Fluiten op een schelp.


langs onze stranden liggen. Druk er de twee duimen op, daarbij de eerste vingerkootjes uit elkaar buigend en de tweede vingerkootjes tegen elkaar aandrukkend (fig. 24). De hele schelpholte moet goed dicht zijn, met uitzondering van het spleetje boven tussen de twee duimen. In dit spleetje moet u nu blazen, met de half geopende mond, die u tegen de duimen aanlegt; de opening tussen de lippen is in de figuur
met een elliptische stippellijn aangegeven. U verkrijgt een zeer luide en hoge toon, des te hoger naarmate de schelp kleiner is.
5.Eikelfluitje.1) - Houd het napje van een eikel tussen wijsen middenvinger, waar ze zich van elkaar scheiden, zodat de vingers de opening van het napje overdekken en slechts een nauwe spleet vrij laten. Druk de lippen lichtjes tegen de twee vingers en blaas.

Vorige Volgende

Over het gehele werk

titels