Golven
Natuurkunde voor niveau havo 4, vwo 6, havo, vwo, havo 5, vwo 4, vwo 5, vwo, 6, vwo, 4, vwo, 5
Diagnostische vragen over golven
golflengte, frequentie, golfsnelheid, superpositie, interferentie, staande golven, lopende golven, muziekinstrumenten
Hieronder zie je de dia’s inclusief toelichting. Gebruik de knop hieronder om de presentatie (Powerpoint) te downloaden.
Download presentatie (.pptx)

Misvatting: De leerling verwart een lopende golf met een staande golf/De leerling denkt dat een deeltje met de golf meebeweegt.
A De leerling vergist zich in de richting waarin de golf zich voortplant.
B Goede antwoord. Stel je voor dat het plaatje eigenlijk een video is die op pauze staat. Als je de video heel even aanzet, zou het hele golfpatroon een klein stukje naar rechts bewegen. De punten A t/m E bewegen niet mee naar rechts, die blijven horizontaal gezien op hun plek. Dan zie je dat punt C naar beneden is bewogen. Het dal dat eerst nog tussen A en C zat is opgeschoven naar rechts, dus zit C in het dal. C is dus naar beneden bewogen.
C Bij een transversale golf bewegen de deeltjes alleen loodrecht op de golfbeweging dus van boven naar beneden. De leerling vergist zich met een longitudinale golf.
D Bij een transversale golf bewegen de deeltjes alleen loodrecht op de golfbeweging dus van boven naar beneden. De leerling vergist zich met een longitudinale golf.

Misvatting: De leerling verwart een lopende golf met een staande golf/De leerling denkt dat een deeltje met de golf meebeweegt.
A Goede antwoord. Stel je voor dat het plaatje eigenlijk een video is die op pauze staat. Als je de video heel even aanzet, zou het hele golfpatroon een klein stukje naar rechts bewegen. De punten A t/m E bewegen niet mee naar rechts, die blijven horizontaal gezien op hun plek. Dan zie je dat punt A naar boven is bewogen. De berg die eerst nog vóór punt A zat is opgeschoven naar rechts, dus zit A op de berg. A is dus naar boven bewogen.
B De leerling vergist zich in de richting waarin de golf zich voortplant.
C Bij een transversale golf bewegen de deeltjes alleen loodrecht op de golfbeweging dus van boven naar beneden. De leerling vergist zich met een longitudinale golf.
DBij een transversale golf bewegen de deeltjes alleen loodrecht op de golfbeweging dus van boven naar beneden. De leerling vergist zich met een longitudinale golf.

Misvatting: De leerling denkt dat een hogere toon komt door een lagere golflengte en of een lagere frequentie.
A Waarschijnlijk heb je geredeneerd met een bron die bij je vandaan beweegt.
B Goede antwoord. Als een brandweerwagen naar je toe komt rijden dan wordt de uitgezonden golf ‘ingedrukt’. De achterkant van een golft komt eerder aan dan bij een stilstaande bron. De golflengte neemt af, de frequentie dus toe. Je hoort dit aan de hogere toonhoogte.
C Waarschijnlijk heb je niet door dat golflengte en frequentie omgekeerd evenredig zijn.
D Waarschijnlijk heb je niet door dat golflengte en frequentie omgekeerd evenredig zijn.

Misvatting: De leerling denkt dat interferentie niet bij alle golfverschijnselen kan optreden/De leerling denkt dat licht geen golfverschijnsel is maar een deeltje (foton)
A De leerling denkt dat licht geen golfverschijnsel is maar een deeltje (foton)
B De leerling heeft niet door dat zowel licht als geluid een golfverschijning zijn.
C Goede antwoord. Interferentie is een effect dat optreedt bij golfverschijnselen. Zowel licht als geluid zijn golfverschijnselen.
D De leerling heeft geen inzicht in wat interferentie is.

Misvatting: De leerling verwart de tijd-as en plaats-as en heft niet door dat wat op de tijd-as het meest naar links gebeurt in de plaats-as juist helemaal rechts gebeurt. Omdat dat het begin was.
A De leerling verwart de tijd-as en plaats-as en heeft niet door dat wat op de tijd-as het meest naar links gebeurt in de plaats-as juist helemaal rechts gebeurt. Omdat dat het begin was.
B Het goede antwoord. Het (u,x)-diagram heeft de gespiegelde vorm van het (u,t)-diagram (om de verticale as). Het touw is op t=0s op een negatieve uitwijking begonnen. Daarna is deze omhoog bewogen en weer naar de evenwichtsstand bewogen. Op het meest recente tijdstip is de uitwijking dus 0, dit is op x=0.
C Waarschijnlijk denk je dat dat het (u,t)-diagram om beide assen gespiegeld moet zijn.
D Waarschijnlijk denk je dat het (u,t)-diagram om de horizontale as gespiegeld moet zijn.

Misvatting: De leerling vergist zich in de richting van verplaatsing en/of afgebeelde tijd.
A Goede antwoord. Het tijdstip afgebeeld is t=1s. Naar t=-1 s is twee seconden terug en dus ook twee meter terug.
B De leerling heeft de tijd 2 seconde vooruit geschoven in plaats van terug.
C De leerling heeft niet gelezen dat het huidige tijdstip t=1s is, maar heeft t=0s genomen.
D De leerling heeft geen begrip van het voorgelegd probleem.

Misvatting: De leerling vergist zich in de richting van verplaatsing en of afgebeelde tijd.
A De leerling denkt dat beide diagrammen hetzelfde zijn.
B Goede antwoord. Het (u,t)-diagram heeft de (rond de verticale as) gespiegelde vorm van het (u,x)-diagram. Op het tijdstip t=1,0 s is de uitwijking gelijk aan 0 (de evenwichtsstand van deze golfvorm). Een seconde eerder was dit de bovenste piek.
C De leerling denkt dat de grafiek een seconde terug geschoven.
D De leerling denkt dat de grafiek wel gespiegeld rond x=2,0, dit had je moeten doen rond x=1,0m.

Misvatting: De leerling heeft niet door dat hier de relatie 𝑣=𝜆∙𝑓 geldt.
A Je denkt waarschijnlijk dat de golflengte gelijk blijft, terwijl de frequentie verandert.
B Goede antwoord. De frequentie van een golf blijft gelijk. Een grotere golfsnelheid resulteert daarom in en grotere golflengte. In dieper water is de golflengte dus groter dan in ondiep water. Antwoord B
C Waarschijnlijk denk je dat golflengte en golfsnelheid omgekeerd evenredig zijn.
D Waarschijnlijk denk je dat de golflengte geleidelijk afneemt in ondiep water. Deze neemt echter alleen bij de overgang af.
Misvatting: De leerling heeft niet door dat hier de relatie 𝑣=𝜆∙𝑓 geldt.
A Je denkt waarschijnlijk dat de golflengte gelijk blijft, terwijl de frequentie verandert.
B Goede antwoord. De frequentie van een golf blijft gelijk. Een grotere golfsnelheid resulteert daarom in en grotere golflengte. In dieper water is de golflengte dus groter dan in ondiep water. Antwoord B
C Waarschijnlijk denk je dat golflengte en golfsnelheid omgekeerd evenredig zijn.
D Waarschijnlijk denk je dat de golflengte geleidelijk afneemt in ondiep water. Deze neemt echter alleen bij de overgang af.

Misvatting: De leerling denkt dat bij de grondtoon (die hier te zien is) een hele golflengte past. Dit is echter een halve golflengte. Een handige regel is: tussen een knoop en een buik zit een kwart golflengte.
A Waarschijnlijk denk je dat een hele golflengte uit vier buiken bestaat
B Waarschijnlijk denk je dat een golflengte uit vijf ‘stukjes’ tussen B en K bestaat.
C Goede Antwoord. Er is één buik met twee knopen te zien. Een hele golflengte bestaat uit twee buiken tussen twee knopen aan de uiteinden.
D Waarschijnlijk denk je dat bij de grondtoon (die hier te zien is) een hele golflengte past. Dit is echter een halve golflengte.

Misvatting: Waarschijnlijk denk je dat bij de grondtoon (die hier te zien is) een hele golflengte past. Dit is echter een halve golflengte. Een handige regel is: tussen een knoop en een buik zit een kwart golflengte.
A Goede antwoord. Er is één buik met één knoop te zien. Een hele golflengte bestaat uit twee buiken tussen twee knopen aan de uiteinden. Hier is dus een kwart golflengte te zien.
B De leerling denkt dat een golflengte uit 5 ‘stukjes’ tussen B en K bestaat.
C De leerling denkt dat een golflengte één ‘berg’ en ‘dal’ is.
D Waarschijnlijk denk je dat bij de grondtoon (die hier te zien is) een hele golflengte past. Dit is echter een kwart golflengte.

Misvatting: alle punten voeren op hetzelfde moment een zelfde soort beweging uit.
A Omdat de lijn hier nergens een uitwijking heeft denkt de leerling dat alle punten stilstaan.
B De leerling denkt dat net als bij n=1 de punten allen dezelfde kant op bewegen.
C De leerling denkt dat net als bij n=1 de punten allen dezelfde kant op bewegen.
D Goede antwoord. Als punt in het midden omhoog beweegt, dan beweegt een punt tussen de twee linker knopen omlaag. Als een trilling door de evenwichtsstand gaat, is de snelheid maximaal (denk bijvoorbeeld aan een schommel, die gaat het snelst op het laagste punt, en dat is de evenwitchtsstand)
Alleen bij de grondtoon bewegen alle punten van de snaar in dezelfde richting.

Misvatting: De leerling denkt dat alleen in de knooppunten de snelheid nul kan zijn
A Goede antwoord. In de uiterste standen keert de bewegingsrichting overal om en is dus overal de snelheid 0. Antwoord A. Als een trilling in de uiterste stand staat, is de snelheid nul (denk bijvoorbeeld aan een schommel, die staat eventjes stil op de uiterste standen)
B De leerling denkt dat net als bij n=1 de punten allen dezelfde kant op bewegen.
C De leerling denkt dat net als bij n=1 de punten allen dezelfde kant op bewegen.
D De leerling heeft niet door dat voor alle punten dit de uiterste uitwijking is in een staande golf en dus in alle punten de snelheid nul is.

Misvatting: De leerling ziet onjuiste verbanden tussen het aantal knopen en buiken en de boventoon waarin deze is.
A Waarschijnlijk denk je dat een hele golflengte overeenkomt met de grondtoon. Een halve golflengte komt overeen met de grondtoon.
B Goede antwoord. Er zijn twee buiken. Dit is de op één na grootste golf (1 golflengte). Dit komt overeen met de eerste boventoon.
C Waarschijnlijk denk je dat twee buiken overeenkomt met de tweede boventoon. N=2 past echter bij de 1e boventoon.
D Mogelijk vergist de leerling zich dat de n=2 de derde boventoon is dus een hoger dan n i.p.v. lager.
E De leerling denkt dat 5 knopen en buikten past bij n=5 en dus de 4e boventoon.
F De leerling denkt dat 5 knopen en buikten past bij de vijfde boventoon.

Misvatting: De leerling denkt dat het deel tussen twee knopen een golf is.
A De leerling snapt niet hoe je bepaald hoeveel golven zichtbaar zijn.
B De leerling snapt niet hoe je bepaald hoeveel golven zichtbaar zijn.
C De leerling verteld of verkijkt zich op de golflengte.
D Goede Antwoord. Er zijn drie buiken en twee knopen te zien. Dit komt overeen met vier keer een kwart golflengte. Dat is dus één golflengte.
E De leerling verteld of verkijkt zich op de golflengte.
F De leerling denkt dat de drie delen om de knopen heen een hele en twee keer een kwart golf zijn.

Misvatting: De leerling denkt dat het deel tussen twee knopen een golf is.
A Goede antwoord. Van knoop naar buik is een kwart golf.
B De leerling vergist zich met de buis met twee open uiteinden.
C De leerling snapt niet hoe je bepaald hoeveel golven zichtbaar zijn.
D De leerling denkt dat de grondtoon altijd uit een hele golf bestaat want n=1.
E De leerling snapt niet hoe je bepaald hoeveel golven zichtbaar zijn.
F De leerling snapt niet hoe je bepaald hoeveel golven zichtbaar zijn.

Misvatting: De leerling denkt dat de tijd-as ook van links naar rechts moet worden gelezen.
A De leerling gaat ervan uit dat de tijd-as ook van links naar rechts moet worden gelezen.
B Goede antwoord. Op x=8,0 m duurt het nog 2 seconden voordat er een uitwijking is. De golf moet er dus nog aankomen. De golf moet wel naar rechts bewegen.
C De leerling heeft geen inzicht hoe de twee grafieken informatie over elkaar geven.

Misvatting: De leerling heeft niet door dat het antwoord niet rechtstreeks af te lezen is uit de combinatie van grafieken.
De leerling heeft niet in de gaten dat hier gebruik moet worden gemaakt van de relatie 𝑣=𝜆𝑇.
A De leerling heft mogelijk de trillingstijd verkeerd bepaald en heft vergeten de 2s van de 4s af te halen.
B De leerling heeft mogelijk de trillingstijd verkeerd bepaald en heft vergeten de 2s van de 4s af te halen en gedeeld door de golflengte 4 m.
C Goede Antwoord. 𝑣=𝜆𝑇. De golflengte is 4,0 m. De trillingstijd is 4-2=2,0 s De golfsnelheid is dus 4/2 = 2,0 m/s
D De leerling heeft de golflengte verward met de golfsnelheid.
Misvatting: De leerling heeft niet door dat het antwoord niet rechtstreeks af te lezen is uit de combinatie van grafieken.
De leerling heeft niet in de gaten dat hier gebruik moet worden gemaakt van de relatie 𝑣=𝜆/𝑇.
A De leerling heft mogelijk de trillingstijd verkeerd bepaald en heft vergeten de 2s van de 4s af te halen.
B De leerling heeft mogelijk de trillingstijd verkeerd bepaald en heft vergeten de 2s van de 4s af te halen en gedeeld door de golflengte 4 m.
C Goede Antwoord. 𝑣=𝜆/𝑇. De golflengte is 4,0 m. De trillingstijd is 4-2=2,0 s De golfsnelheid is dus 4/2 = 2,0 m/s
D De leerling heeft de golflengte verward met de golfsnelheid.

Misvatting: De leerling heeft niet door dat het antwoord niet rechtstreeks af te lezen is uit de combinatie van grafieken.
A Waarschijnlijk bent je ervan uitgegaan dat een golf bij x=0 moet beginnen.
B Goede antwoord. Met een snelheid van 2,0 m/s legt de voorkant van de golf de afstand van 4,0 m af in t = s/v = 4,0 / 2,0 = 2,0 s. De voorkant van de golf is dus 2,0 seconde eerder het punt x=0 m gepasseerd. Dit komt overeen met Antwoord B.
C De leerling heeft niet door dat de golfsnelheid maakt dat de grafiek in ieder geval naar links moet zijn verplaatst.
D Waarschijnlijk heb je geredeneerd met een golf die de andere kant op loopt.

Misvatting: De leerling denkt dat de tijd-as ook van links naar rechts moet worden gelezen.
A De leerling heeft niet door dat de grafiek gespiegeld moet worden, en vergist zich hierdoor ook naar welke kant de grafiek verschuift.
B De leerling heeft niet door dat de grafiek gespiegeld moet worden, maar verschuift de grafiek de verkeerde kant 1 cm op.
C De leerling heeft de spiegeling goed maar verschuift de grafiek de verkeerde kant 1 cm op.
D Goede antwoord. Het (u,x)-diagram is gespiegeld rond de verticale as in vergelijking met het (u,t)-diagram. Op t=0s is de kop van de golf (de linkerkant) al 1,0 cm voorbij (dat is een seconde geleden gebeurd). Op t=0 s moet de kop van de golf dus één centimeter voorbij het punt x=2cm zijn.

Misvatting: De leerling denkt dat de tijd-as ook van links naar rechts moet worden gelezen.
A Waarschijnlijk denk je het beide diagrammen gelijk zijn.
B Waarschijnlijk denk je dat een golf op t=0m begint. Dat hoeft niet zo te zijn: deze golf begint op een negatieve positie van x.
C Goede antwoord. Het (u,x)-diagram is gespiegeld rond de verticale as in vergelijking met het (u,t)-diagram. De kop van de golf doet er 1,0 s over om x=0m te bereiken. Op t=1,0 s moet de kop van de golf dus nog 1,0 m afleggen. Antwoord C dus.
D Waarschijnlijk heb je over het hoofd gezien dat de golf niet direct op x=0m is.

Misvatting: De leerling denkt dat de tijd-as ook van links naar rechts moet worden gelezen.
A De leerling heeft geen idee hoe deze de frequentie moet bepalen.
B De leerling heeft geen idee hoe deze de frequentie moet bepalen.
C Goede antwoord. De golflengte is 10 m. v=50 m/s. f = v/𝜆 = 50/10 = 5,0 Hz
D De leerling denkt mogelijk dat de golflengte en de frequentie aan elkaar gelijk moeten zijn
E De leerling heeft verkeerdom gedeeld.
F De leerling heeft de golflengte vermenigvuldigd met de golfsnelheid.
Misvatting: De leerling denkt dat de tijd-as ook van links naar rechts moet worden gelezen.
A De leerling heeft geen idee hoe deze de frequentie moet bepalen.
B De leerling heeft geen idee hoe deze de frequentie moet bepalen.
C Goede antwoord. De golflengte is 10 m. v=50 m/s. f = v/𝜆 = 10/50 = 0,5 Hz
D De leerling denkt mogelijk dat de golflengte en de frequentie aan elkaar gelijk moeten zijn
E De leerling heeft verkeerdom gedeeld.
F De leerling heeft de golflengte vermenigvuldigd met de golfsnelheid.

Beide golven kunnen worden opgeteld. Dit komt overeen met diagram D.
Misvatting: De leerling heeft moeite constructieve interferentie.
A De leerling heeft de verplaatsing goed maar heeft niet in de gaten dat de golven constructieve interferentie vertonen.
B De leerling heeft de verplaatsing goed maar weet niet goed hoe de golven moeten worden opgeteld.
C De leerling heeft de verplaatsing goed maar weet niet goed hoe de golven moeten worden opgeteld.
D Goede antwoord. Beide golven kunnen worden opgeteld nadat ze beide 2cm naar elkaar toe zijn verschoven.
E De leerling heeft de verplaatsing goed maar weet niet goed hoe de golven moeten worden opgeteld.
Beide golven kunnen worden opgeteld. Dit komt overeen met diagram D.
Misvatting: De leerling heeft moeite de frequentie te bepalen en of heeft niet door dat een golfverschijnsel interferentie vertoont.
A De leerling heeft geen idee hoe deze de frequentie moet bepalen.
B De leerling heeft geen idee hoe deze de frequentie moet bepalen.
C Goede antwoord. De golflengte is 10 m. v=50 m/s. f = v/𝜆 = 10/50 = 0,5 Hz
D De leerling denkt mogelijk dat de golflengte en de frequentie aan elkaar gelijk moeten zijn
E De leerling heeft verkeerdom gedeeld.

Misvatting: De leerling heeft moeite met destructieve interferentie.
A De leerling heeft de verplaatsing goed maar weet niet goed hoe de golven moeten worden opgeteld.
B De leerling heeft de verplaatsing goed maar weet niet goed hoe de golven moeten worden opgeteld.
C Goede antwoord. Beide golven kunnen worden opgeteld. Ze heffen elkaar gedeeltelijk op.
D De leerling heeft de verplaatsing goed maar weet niet goed hoe de golven moeten worden opgeteld.
E De leerling heeft de verplaatsing goed maar heeft niet in de gaten dat de golven interferentie vertonen.
Beide golven kunnen worden opgeteld. Ze heffen elkaar gedeeltelijk op. Dit komt overeen met antwoord D.
Misvatting: De leerling denkt dat de tijd-as ook van links naar rechts moet worden gelezen.
A De leerling heeft geen idee hoe deze de frequentie moet bepalen.
B De leerling heeft geen idee hoe deze de frequentie moet bepalen.
C Goede antwoord. De golflengte is 10 m. v=50 m/s. f = v/𝜆 = 10/50 = 0,5 Hz
D De leerling denkt mogelijk dat de golflengte en de frequentie aan elkaar gelijk moeten zijn
E De leerling heeft verkeerdom gedeeld.

Misvatting: De leerling verwart de longitudinale golf met de transversal golf.
A het stofje zal mee gaan trillen met de lucht.
B Goede antwoord. Geluid is een longitudinale golf. Een stofdeeltjes zal dus trillen in dezelfde richting als de voortplantingsrichting. Horizontaal dus.
C Waarschijnlijk redeneer je met een transversale golf. Geluid is atlijd een longitudinale golf.
D De golf beweegt weg, maar de deeltjes blijven netto op hun plaats.

Misvatting: De leerling verwart de longitudinale golf met de transversal golf en heeft geen goed idee hoe de frequentie en trillingstijd zich verhouden.
A Het stofje zal mee gaan trillen met de trillende lucht.
B Goede antwoord. Geluid is een longitudinale golf. Een stofdeeltjes zal dus trillen in dezelfde richting als de voortplantingsrichting. Horizontaal dus. Dit is nu met een hogere frequentie dan eers.
C Waarschijnlijk verwar je amplitude met frequentie.
D Waarschijnlijk redeneer je met een longitudinale golf.

De vragen en toelichtingen vallen onder een CC BY-SA 4.0 licentie: https://creativecommons.org/licenses/by-sa/4.0