Geluidsgolven en hun invloed op geluid

Hoe gedragen geluidsgolven zich? De voortplanting hangt nauw samen met de frequentie, en afhankelijk van hoe het geluid in een ruimte weerkaatst, kan het anders worden waargenomen. Vooral lage tonen zorgen binnenshuis vaak voor problemen. Daarom is geluidsisolatie ook een belangrijk aandachtspunt.

Geluidsgolven: De basis van ruimteakoestiek

Geluid plant zich altijd voort in de vorm van golven, namelijk als zogenaamde longitudinale golven. Dat zijn geluidsgolven die in dezelfde richting trillen als waarin ze zich voortbewegen, en die een luidspreker gelijkmatig de ruimte in stuurt.

Afhankelijk van het type luidspreker waaieren geluidsgolven anders uit of worden ze juist gericht. Ook de toonhoogte (frequentie) beïnvloedt hoe de golven zich gedragen. Lage frequenties zijn over het algemeen op grotere afstand beter hoorbaar dan hoge frequenties. Je hebt dit fenomeen vast weleens meegemaakt als je van een afstand naar een concert luisterde: de lage tonen hoor je duidelijk, maar stemmen klinken vaak dof of vervormd.

Toch besteden de meeste mensen thuis weinig aandacht aan geluidsgolven en kamer-akoestiek bij het opstellen van luidsprekers. Maar wie de geluidsgolven onder controle houdt, haalt meer uit zijn apparatuur – en dat geldt niet alleen in de (semi-)professionele audiowereld. Of je nu muziek maakt in een opnamestudio, ontspant in een luisterkamer of films kijkt in je thuisbioscoop: door bewust om te gaan met geluidsgolven verbeter je de geluidsbeleving. Reflectoren, geluidsabsorbers en diffusors optimaliseren de verspreiding van geluid – net zoals in de beste concertzalen van Duitsland, zoals de Elbphilharmonie.

Hoe geluidsgolven zich voortplanten en gedragen

Ten eerste is het belangrijk om te begrijpen hoe geluidsgolven zich gedragen en hoe ze zich door een ruimte verspreiden. In dit geval vormen luidsprekers het uitgangspunt: daar ontstaan de geluidsgolven. Vanaf dat punt verspreiden ze zich – afhankelijk van het ontwerp en vooral van het type geluidsbron. Luidsprekers verschillen sterk in hun afstraalgedrag en kunnen heel uiteenlopende spreidingshoeken hebben.

De dome, hoorn en conus – de drie belangrijkste transducers – hebben elk hun eigen verspreidingskarakteristieken. Luidsprekerfabrikanten gebruiken ze specifiek voor bepaalde luidsprekers. De hoorn straalt een gerichte geluidsgolf uit, terwijl de dome juist een zeer brede spreiding heeft. Een conventioneel paar stereoluidsprekers gebruikt meestal conusluidsprekers met een spreidingshoek die tussen die van hoorn en dome in ligt. Deze oplossing heeft zich ruimschoots bewezen in de muziekwereld. Hoewel je het beste geluidsbeeld ervaart als je recht voor de luidspreker staat, hoor je het geluid niet alleen vanuit die richting. Dit laatste zou zelfs met een extreem richtingsgevoelige luidspreker niet volledig mogelijk zijn.

Stereoluidsprekers van Teufel

Hoe geluidsgolven worden weerkaatst

Zelfs als je binnen het bereik van de geluidsgolven bent, kunnen anderen buiten dat gebied de geluiden nog steeds horen. Dat komt doordat geluidsgolven bijna overal op reflecteren en zich daardoor door de hele kamer verspreiden. Zo kunnen de geluidsgolven ook andere kamers bereiken.

Als een geluidsgolf een volledig glad oppervlak raakt, is de hoek van inval gelijk aan de hoek van reflectie, net als in de meetkunde. Daarom is een gladde muur zo’n beetje het ongunstigste waar je een luidspreker op kunt richten. Het is beter om hem op een oneffen oppervlak te richten. Op deze manier reflecteren de geluidsgolven in vele richtingen en wordt het geluid beter verdeeld in de ruimte.

Geluidsreflecties kunnen het luisterplezier echter ook flink verminderen. Stel je een volledig lege kamer voor: zelfs je eigen stem wordt daar meerdere keren weerkaatst. Dit veroorzaakt een galm die erg storend kan zijn bij het luisteren naar muziek of tijdens een filmavond. Zo’n situatie is een ramp voor de kamer-akoestiek, omdat het geluid dan nauwelijks nog te controleren is.

Door de muur met de bas

Waarom kunnen geluidsgolven met een lage frequentie – zoals lage tonen – over een veel grotere afstand worden waargenomen dan geluidsgolven met een hoge frequentie? Dat heeft te maken met de lengte van de geluidsgolven. Een laagfrequente golf van 20 hertz (Hz) heeft in lucht een golflengte van maar liefst 17 meter, terwijl een golf van 100 Hz slechts 3,40 meter lang is. Om een golf van 20 Hz effectief tegen te houden, zijn dus veel grotere of meer obstakels nodig dan bij een hogere frequentie. Buiten zorgt de lucht- en bodemabsorptie ervoor dat hoge frequenties snel verdwijnen, terwijl lange, laagfrequente golven zich moeiteloos over grote afstanden verspreiden.

Hetzelfde geldt voor gesloten ruimtes. Wie een home cinema-systeem met een krachtige subwoofer heeft, weet dit maar al te goed – en de buren ook. De lage frequenties van een subwoofer dringen namelijk gemakkelijk door muren heen, terwijl hoge en middentonen zelden de aangrenzende kamer bereiken. In dit geval is de muur zelf het obstakel dat dit effect veroorzaakt. Lage geluidsgolven zijn zo krachtig dat ze de muur in trilling brengen, waardoor het geluid wordt overgedragen naar de volgende kamer. Zelfs bij normaal volume kunnen lage tonen zo voor overlast zorgen bij de buren.

Geluidsisolatie thuis – hoe je de lage tonen temt

Irriteert de bas van de buren je? Wil je zelf geen last hebben van te veel lage tonen? Volledige geluidsisolatie in een flatgebouw blijft in de meeste gevallen een utopie. Toch zijn er technische oplossingen die op z’n minst kunnen helpen om de lage tonen te dempen.

Kamermodi – staande geluidsgolven

Kamermodi kunnen ook problemen veroorzaken voor liefhebbers van krachtige bas. Hierbij weerkaatst de basgolf meermalen tussen muren en versterkt zichzelf zo. Het resultaat is een onaangenaam dreunend geluid. De basgolf kan echter ook gedeeltelijk of zelfs volledig teniet worden gedaan door reflecties.

Zogenaamde antiruis kan ook kunstmatig worden opgewekt — bijvoorbeeld door een tweede subwoofer aan de tegenoverliggende muur te plaatsen. Dit annuleert de weerkaatsingen en het bijbehorende gedreun. Het antiruiseffect is ook ideaal voor hoofdtelefoons met ruisonderdrukking.

Voor optimaal geluid thuis: home cinema-systemen van Teufel

Opent in nieuwe tab

▶ LT 4 “5.1 Set L”Opent in nieuwe tab: Met deze home cinemaOpent in nieuwe tab set haal je een compleet 5.1-systeem in huis met extreem slanke aluminium hifi-zuilen. Een draadloos bedienbare, krachtige subwoofer, vier grote 75 mm midrange speakers en een 20 mm koepeltweeter per zuil zorgen voor een opwindende audioprestatie bij films, muziek en games.

▶ CINEBAR PROOpent in nieuwe tab: Deze hoogwaardige soundbar met een 250 mm subwoofer en acht enorme, krachtige drivers komt met een waarschuwing: zet hem alleen neer op een plek waar geen buur de intense bas kan horen! Zo geniet je optimaal van het kamervullende, virtuele surroundgeluid.

Meer home cinema producten uit de Teufel shop

In het kort

• Geluidsgolven zijn veel complexer dan je in eerste instantie denkt. Ze planten zich voort afhankelijk van het type luidspreker en het frequentieniveau. Bovendien verspreiden geluidsgolven zich verschillend binnen en buiten ruimtes.
• In het ergste geval kan dit storende effecten veroorzaken, zoals ongewenste geluidsreflecties.
• Bij het installeren van een hifi- of home cinema-systeem moet je rekening houden met de voortplanting van geluidsgolven en de bijbehorende geluidsreflecties.
• Effectieve bescherming tegen lawaai is belangrijk om de zenuwen van de buren te sparen.

• Afbeelding 1: Kieu Truòng op Pixabay, Pixabay-licentie