Gymzaalproef

Onderzoeksvraag
Hoe kunnen we met geluidsgolven seismische metingen nabootsen?

Benodigdheden

• gymzaal
• kast
• geluidsbron (toongenerator)
• geluidssensor
• speaker
• laptop
• Science Workshop
• Science Workshop interface

Foto's gebruikte apparatuur:

Werkplan
Het zoeken naar olie in de aarde gebeurt met behulp van seismiek. Daarbij laat men golven ontstaan in de grond en analyseert vervolgens de voortplanting van die golven. Je kunt berekenen wat je meet als je in een bepaald punt een explosie laat ontstaan, op verschillende plaatsen ontvangers zet en registreert welke golven terugkeren van een bepaalde laag in de ondergrond. Je kunt dit niet echt doen, maar het is wel mogelijk om dit met een computer te simuleren. Je laat geluidsgolven ontstaan in een gymzaal, waarin een kast (stelt olie voor) op 5 meter van de bron staat, en waarbij nog 10 meter verder een muur is. Je vangt het geluid met een geluidssensor op en registreert dit op de computer met het programma Science Workshop. Vervolgens probeer je de afstand tot de kast en tot de muur te reconstrueren.

Uitvoering
Deze proef leek (zoals alle proeven van aarde.nu in eerste instantie) niet erg moeilijk en we dachten dat we er niet zo heel lang mee bezig zouden zijn. Dit viel erg tegen! We zijn er zeker 25 uur mee bezig geweest. Het eerste probleem dat we tegen kwamen was de opstelling. Na het bij elkaar zoeken van alle spullen zijn we naar de gymzaal gegaan. We zetten een kast op 5 meter van de geluidsbron en zorgden ervoor dat 10 meter van de kast vandaan een muur was. Vervolgens moesten we de geluidssensor plaatsen. De tekst uit het boekje van aarde.nu kon echter op verschillende manieren opgevat worden. We hebben aan meerdere mensen gevraagd hoe zij vonden dat de opstelling zou moeten worden. Je zou de geluidssensor bij de muur kunnen plaatsen, bij de kast of bij de geluidsbron. Uiteindelijk hebben we verschillende opstellingen uitgeprobeerd, maar geen van allen leek te kunnen kloppen.

Het bedenken van de opstelling heeft dus veel tijd gekost. Bij de laatste poging hebben we de proef uitgevoerd met de volgende opstelling:

We hebben dus een kast op vijf meter van de bron en geluidsbron geplaatst en die kast staat nog weer 10 meter van een muur vandaan. We hebben de geluidssensor en geluidsbron over een horizontale lijn in de gymzaal verplaatst. De rondjes met de nummers geven aan op welke plaatsen de geluidssensor en geluidsbron hebben gestaan. De toongenerator was ingesteld op 250 Hz. Op deze manier leek de proef goed te gaan. We leken resultaten te hebben.

Resultaten
Na de metingen hebben we de resultaten bekeken. Deze vielen erg tegen! Op iedere plaats kregen we dezelfde waarden uit de meting. Dit betekent het volgende:

• top: 261 Hz
• bijtop: 749,64 Hz
• en extra bijtop (alleen bij de plaatsen 1, 2, 5, 6, 7 en 8): 749,64 Hz

De grafiek zag er wel verschillend uit. Dit hangt waarschijnlijk af van het moment waarop je stopt met het opnemen. We konden met dit programma geen amplitude meten.

Conclusies
De resultaten zijn naar ons idee erg vreemd. We verwachtten dat we op de verschillende plaatsen verschillende hoeveelheden Hertz zouden meten. Dit is dus niet het geval. We gaan ervan uit dat de opstelling dus toch anders moet zijn. De bijtop en de extra bijtop moeten van de kast komen. De kast heeft namelijk een hogere dichtheid en dat verhoogt de frequentie van het geluid.

Discussie
Deze proef was lastiger dan verwacht. Het is moeilijk te bepalen wat nou precies de bedoeling is. Wat moet de opstelling zijn? Hoe berekenen we vervolgens de afstand tot de kast? We denken nu dat we alleen de geluidsbron hadden moeten verplaatsen en niet ook de geluidssensor.

In het aarde.nu boekje staat dat je voor vragen terecht kunt bij de contactpersoon van TU-Delft. We willen deze proef graag nog een keer doen en dan wel goede resultaten krijgen. We zullen daarom als we er echt niet uit kunnen komen contact opnemen met deze contactpersoon.

We kijken uit naar het moment dat we deze proef ECHT af kunnen ronden! :-)