Afbeelding bekijken
Onlangs beschreven biologen in het wetenschappelijk tijdschrift PNAS hoe een heel klein visje geluiden kan produceren van meer dan 140 dB. Het visje van nog geen twaalf millimeter in lengte doet dit met een uniek mechanisme dat door de wetenschappers is ontrafeld.
Lees dit artikel.
Opdrachten
De biologen hebben een geluid van ongeveer 135 dB gemeten op 35 mm afstand. Het geluidsniveau neemt af met ongeveer 6 dB wanneer je de afstand tot een geluidsbron verdubbelt.
1. a. Bepaal het geluidsniveau op ongeveer 1 meter afstand.
b. Toon aan dat de stelling van de biologen klopt: ‘Dit komt overeen met een amplitude van ongeveer 147 dB op een lichaamslengte [10 mm] afstand.’
Ultrafast sound production mechanism in one of the smallest vertebrates / Cook et al. / CC BY
In de afbeelding hierboven wordt het geluidsniveau op 1 meter afstand van geluid door verschillende diersoorten weergegeven. In het diagram staat op de x-as de massa in kg van de diersoorten. Op de y-as staat het geluidsniveau in dB.
2. Bepaal met behulp van het diagram of je antwoord op vraag 1a klopt.
3. a. Welke conclusie kun je op basis van het diagram trekken over het verband tussen het geluidsniveau en de massa van de diersoorten?
b. Is deze conclusie iets wat je zou verwachten? Leg je antwoord uit.
c. Leg op basis van gegevens in het diagram uit waarom Danionella cerebrum een bijzonder visje is.
Om het geluidsniveau in dB te meten werd een meting gedaan met de eenheid Pa.
4. a. Van welke natuurkundige grootheid is Pa een eenheid?
b. Op wat voor manier heeft deze grootheid te maken met het geluidsniveau in dB?
Volgens de biologen beschikt de soort over een uniek geluidsproductieorgaan. Dit orgaan bestaat uit een trommelkraakbeen, een speciaal soort rib en een spier die haast niet uitgeput raakt. Deze spier zorgt ervoor dat de visjes het trommelkraakbeen met enorme kracht kunnen versnellen en tegen hun zwemblaas aan kunnen schieten. Dat zorgt voor een luid geluid.
De biologen schrijven dat de versnelling van het drumkraakbeen meer dan 2.000 g is.
5. Wat betekent dat?
De bewegingen gaan zo snel dat het visje veel korte pulsen uitzendt. De biologen hebben deze pulsen opgenomen en weergegeven in de afbeelding hieronder. De totale tijd van de meting in het plaatje is ongeveer 150 ms.
Ultrafast sound production mechanism in one of the smallest vertebrates / Cook et al. / CC BY
6. a. Bepaal de frequentie waarmee de pulsen worden uitgezonden.
b. Hoe is dat anders dan de frequentie van het geluid dat het visje produceert?
7. Noem een reden waarom het voor deze soort voordelig is om geluiden met een hoge frequentie en een groot geluidsniveau te produceren.
De afbeeldingen in de tekst van deze lesopener zijn na bijsnijden rechtstreeks overgenomen uit het open source artikel gepubliceerd in PNAS. Dit werk is CC-BY 4.0 gelicenseerd. De volledige licentie-tekst is te lezen op https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/.
Bronvermelding van het artikel in PNAS: Cook, V. A. N. O., Groneberg, A. H., Hoffmann, M., Kadobianskyi, M., Veith, J., Schulze, L., Henninger, J., Britz, R., & Judkewitz, B. (2024). Ultrafast sound production mechanism in one of the smallest vertebrates. Proceedings Of The National Academy Of Sciences Of The United States Of America, 121(10). https://doi.org/10.1073/pnas.2314017121
Extra informatie
Wil je meer weten over onze methodes voor Natuurkunde en NaSk?
Naar website Overal Naar website Pulsar