Thema 12: Zintuigen, zenuwstelsel en hormonen
Leerdoelen
A. Je omgeving waarnemen
- Je kunt de werking van zintuigen beschrijven.
- Je kunt de zintuigen noemen, met hun ligging en hun prikkel.
B. De huid, de neus en de tong
- Je kunt de bouw en functies van de huid beschrijven.
- Je kunt de werking van de vijf verschillende zintuigen in de huid beschrijven.
- Je kunt de werking van warmte- en koudezintuigen uitleggen.
- Je kunt benoemen hoe je verschillende geuren ruikt.
- Je kunt benoemen hoe je verschillende smaken proeft.
C. Ogen (en licht)
- Je kunt de bouw en werking van het oog omschrijven.
- Je kunt in een schematische afbeelding de delen van het oog herkennen en benoemen
- Je kunt beschrijven hoe de pupilreflex de grootte van de pupil regelt.
- Je weet wat licht is en waar het vandaan komt (geen toetsstof)
- Je weet het verschil tussen een directe en indirecte lichtbron (geen toetsstof)
- Je begrijpt waarom we verschillende kleuren kunnen zien (geen toetsstof)
D. Oren
- Je kunt de bouw en functies van het oor beschrijven.
- Je kunt de delen van het oor benoemen met hun functie.
- Je kunt aangeven bij welke geluidssterkten, uitgedrukt in decibel, er gehoorschade kan optreden.
E. Het zenuwstelsel
- Je kunt de bouw en functies van het zenuwstelsel beschrijven.
- Je kunt de bouw van zenuwcellen en zenuwen beschrijven.
- Je kunt een reflexboog beschrijven.
- Je kunt uitleggen wanneer zintuigen prikkels omzetten in zenuwimpulsen.
- Je kunt de bouw en functie van drie typen zenuwcellen benoemen.
- Je kunt de weg die informatie van de zintuigen naar het centrale zenuwstelsel aflegt beschrijven.
A. Je omgeving waarnemen
1. Reageren op je omgeving
De gehele dag zijn je zintuigen in je lichaam actief met het waarnemen van de buitenwereld. Wanneer je bijvoorbeeld eten ruikt, is een mogelijke reactie van je lichaam het 'watertanden'. De zintuigen in je neus en ogen geven seintjes af, die via zenuwen naar je hersenen gaan. Je hersenen verwerken deze seintjes en reageren hierop, door het afgeven van andere seintjes. Deze seitnjes gaan via zenuwen naar je armspieren. Doordat je armspieren samentrekken, kun je het eten pakken en naar je mond brengen.
Zintuigen
In je lichaam komen veel zintuigen voor. De bekendste zintuigen liggen in je ogen en in je oren. Maar er liggen ook zintuigen in je neus, in je tond en in je huid. Al je zintuigen samen vormen het zintuigenstelsel. In de onderstaande afbeelding zie je de ligging van elke zintuigen weergegeven. Je ziet dat in je oren twee typen zintuigen voorkomen: je gehoorzintuigen en de evenwichtszintuigen.
In je huid liggen zintuigen waarmee je iets kunt voelen. Je kunt echter op verschillende manieren iets voelen. In je huid liggen dan ook verschillende soorten zintuingen: warmtezintuigen, koudezintuigen, drukzintuigen en tastzintuigen.
Warmtezintuigen reageren wanneer je huid in aanraking komt met iets dat warmer is dan je huid. Koudezintuigen reageren wanneer je huidin aanraking komt met iets dat kouder is. Drukzintuigen reageren wanneer er op je huid iets wordt gedrukt. Drukzintuigen liggen diep in je huid. Tastzintuigen reageren op lichte aanrakingen van je huid. Met je tastzintuigen kun je waarnemen hoe voorwerpen aanvoelen, bijvoorbeeld glad, ruw, hard of zacht. De tastzintuigen liggen in tastknopjes.
Een zintuig is een orgaan dat reageert op bepaalde invloeden uit de omgeving. Zo'n invloed uit de omgeving op een organisme noem je een prikkel. Enkele voorbeelden van prikkels zijn licht(stralen), geluiden, geuren en aanrakingen. Onze zintuigen vangen deze prikkels op, waardoor we allerlei dingen kunnen waarnemen.
In de zintuigen liggen zintuigcellen. Zintuigcellen zijn aangesloten op zenuwen. Als zintuigcellen prikkels opvangen, ontstaan in de zintuigcellen impulsen. Impulsen zijn een soort elektrische signalen. Impulsen worden door zenuwen naar de hersenen geleid.
2. Het ontstaan van impulsen
In de zintuigcellen onstaan allerlei impulsen als een prikkel sterk genoeg is. De kleinste prikkelsterkte die een impuls veroorzaakt, noem je de drempelwaarde. Als een prikkel zwakker is dan de drempelwaarde, ontstaan er geen impulsen in de zintuigcellen. Een heel zacht geluid hoor je dus bijvoorbeeld niet.
Elk type zintuigcel heeft voor elk soort prikkel een bepaalde drempelwaarde. De drempelwaarde van de zintuigcellen in je ogen is voor licht heel erg laag. De zintuigcellen in je ogen zijn daardoor speciaal gevoelig voor lichtprikkels. Licht is de adequate prikkel voor de zintuigcellen in je ogen. Een adequate prikkel is het type prikkel waar een zintuigcel speciaal zeer gevoelig voor is. Voor deze prikkel heeft de zintuigcel een lage drempelwaarde. Een zintuigcel kan wel andere, niet-adequate prikkels waarnemen. De drempelwaarde voor deze niet -adequate prikkels is echter veel hoger.
De drempelwaarde voor een prikkel is niet altijd even hoog. Wanneer een prikkel voor enige tijd aanhoudt, ontstaan er in de zintuigcellen minder impulsen. Dit verschijnsel noem je gewenning. Denk bijvoorbeeld aan het feit dat je na enige tijd de druk van je kleding op je huid niet meer voelt.
Ook motivatie speelt een rol, als je heel aandachtig luistert, hebben de zintuigcellen in je oren een lage drempelwaarde voor geluiden.
3. Het zenuwstelsel
De zintuigcellen geven impulsen door aan zenuwen. 
Alle zenuwen
samen vormen het zenuwstelsel. In de afbeelding hiernaast is het zenuwstelsel van de mens schematisch getekend. Het zenuwstelsel bestaat uit het centrale zenuwstelsel en uit zenuwen.
Het centrale zenuwstelsel bestaat uit de hersenen en het ruggenmerg. De zenuwen verbinden het centale zenuwstelsel met alle lichaamsdelen.
Wanneer er een impuls ontstaat in een zintuigcel, wordt deze via zenuwen naar je hersenen geleid.
Je hersenen verwerken de impulsen die van al je zintuigen afkomen. Daardoor word je je bewust van de dingen die je waarneemt. Je kunt dan ook bewust reageren op de prikkels die je zintuigen hebben opgevangen. Als je bewust reageert, ontstaan er impulsen in je hersenen. Deze impulsen worden via zenuwen naar een doelorgaan gestuurd.
Een zintuig reageert op prikkels door impulsen af te geven. Het zenuwstelsel verwerkt de impulsen die van de zintuigen afkomen. Ook regelt het zenuwstelsel de werking van spieren en klieren.
Je kan ook pijn waarnemen. Pijn neem je bijvoorbeeld in de huid waar met pijnpunten. Dat zijn de uiteinden van bepaalde zenuwen. Zie onderdeel B3.
B. De huid, de neus en de tong
1. Functies van de huid
De huid bedekt je hele lichaam aan de buitenkant. De huid biedt bescherming tegen verschillende gevaren van buitenaf en heeft nog verschillende andere functies. Enkele van deze functies worden hieronder toegelicht:
1 Tegen vochtverlies
De huid kan gemakkelijk uitdrogen omdat de lucht droger is dan ons lichaam. De hoornlaag is slecht doorlaatbaar voor water.
2 Tegen bacteriën en schimmels
Als schimmels en bacteriën ons lichaam binnendringen, worden we ziek. De buitenste laag van de huid biedt bescherming en houdt deze organismen tegen. Dit is een onderdeel van ons afweersysteem en wordt mechanische afweer genoemd.
3 Eelt tegen slijtage
De huid slijt voortdurend door het contact met de buitenwereld. Op plekken waar de huid veel slijt, wordt de buitenste laag van de huid dikker en ontstaat eelt. Eelt beschermt het lichaam tegen contact met zware en ruwe voorwerpen.
4 Zweet tegen warmte
Als het warm is, maken de zweetklieren zweet. Het zweet verdampt op de huid en neemt dan warmte mee. Zo blijft ons lichaam op temperatuur.
5 Bescherming tegen UV-straling
Ultraviolette straling (UV) in zonnestraling kan de cellen in de diepere huidlagen beschadigen. Dat kan leiden tot huidkanker. De meeste vormen van huidkanker zijn gelukkig onschuldig, maar er zijn ook vormen die levensgevaarlijk zijn.
Om de cellen te beschermen bevat de huid pigmentcellen. Deze cellen bevatten een kleurstof die de gevaarlijke UV straling kan opnemen.
2. Onderdelen van de huid
Hieronder zie je een doorsnede van de huid, schematisch getekend. De huid bestaat uit twee delen: de opperhuid en de lederhuid.
De opperhuid bestaat uit twee lagen: de hoornlaag en de kiemlaag. De hoornlaag bestaat uit resten van dode, verhoornde cellen. De hoornlaag beschermt je lichaam tegen beschadiging, tegen uitdroging en tegen ziekteverwekkers (bacteriën).
De kiemlaag bestaat uit levende cellen, die zich voortdurend blijft delen. Hierdoor komen er steeds nieuwe kiemlaagcellen bij. De kiemlaagcellen die daarboven liggen, verschuiven op naar buiten.
Deze cellen verhoornen. Dat wil zeggen dat ze veel hoornstof aanmaken. Als de cellen zijn verhoornd, sterven ze af.
De hoornlaag slijt aan de biutenkant steeds af. Hierdoor is de hoornlaag om sommige plaatsen, zoals je handen en je voetzolen, wat dikker. Dit noemen we eelt.
Door de opperhuid heen steken haren. Een haar in de huid is omgeven door een haarzakje, en de haar groeit van onderuit het haarzakje. In de haarzakjes zitten talgklieren, die talg produceren. Dit is een soort vet, en dit houdt de haren en de hoorlaag soepel.
De lederhuid bevindt zich onder de opperhuid, en hierin bevinden zich de zintuigen. Over de zintuigen kun je bij punt 3 meer lezen.
Naast de zintuigen bevinden zich in de lederhuid ook zenuwen met pijnpunten, haarspiertjes, bloedvaten en zweetklieren. De zweetklieren produceren zweet, vooral als je het warm hebt. Door verdamping van zweet koelt je lichaam weer af. In de puberteit kan je last hebben van overmatig zweten, aangezien er in je lichaam nieuwe zweetklieren ontstaan.
Onder je huid ligt het onderhuids bindweefsel. Hierin ligt vet opgeslagen dat dient als reservevoeding voor je lichaam. Het vormt ook een isolerende laag, waardoor het warmteverlies van het lichaam wordt tegengegaan.
3. Zintuigen in de huid
De huid heeft zintuigcellen waarmee je prikkels waarneemt en die een impuls sturen naar je hersenen. Soms wijst de impuls je op een gevaar en reageer je onbewust, in een reflex. Soms is je reactie op de impuls een bewuste reactie.
De zintuigen in je huid zijn de tastzintuigen, pijnzintuigen, drukzintuigen, koudezintuigen en warmtezintuigen. Met deze zintuigen kun je voelen.
Tastzintuig
Geeft je informatie over wat je aanraakt, bijvoorbeeld of iets scherp of ruw is.
Pijnzintuig
Waarschuwt je als de huid beschadigd wordt.
Drukzintuig
Geeft je informatie over de breekbaarheid van iets dat je oppakt.
Koudezintuig
Waarschuwt je als je huid iets kouds voelt.
Warmtezintuig
Waarschuwt je als je huid iets warms voelt.
In de onderstaande afbeelding zie je waar de verschillende zintuigen zich in de huid bevinden.
4. De huid in warmte en kou
Wat gebeurt er met de huid bij warmte en kou?
Je ziet twee keer hetzelfde stukje huid getekend.
De huid bevindt zich de ene keer in een warme omgeving, de andere keer in een koude omgeving.
Je ziet in de tekeningen een haar, een haarspiertje, een zweetklier en een bloedvat aangegeven.
Kijk goed naar de verschillen tussen beide tekeningen.
Schrijf alle verschillen op in je schrift.
Welke afbeelding hoort volgens jou bij een koude omgeving?
En welke bij een warme omgeving?
Bespreek je antwoord met een klasgenoot.
Zijn jullie het met elkaar eens?
5. Functies van proeven en ruiken
Functies van proeven en ruiken
Bij proeven en ruiken gaat het om het kunnen waarnemen van stoffen.
Dit heeft in de dierenwereld verschillende functies. Bijvoorbeeld:
- Waarschuwing bij gevaar.
- Vinden van een partner.
- Vinden van voedsel.
- Herkennen van familieleden en/of soortgenoten.
- Herkennen van vijanden.
- Communiceren met soortgenoten.
Ook bij de mens spelen deze functies een rol, soms onder de oppervlakte.
Boven in de neusholte bevindt zich het reukzintuig. De reukzintuigcellen liggen in het neusslijmvlies. Ze worden geprikkeld als er gas bij komt dat geurt, en de reukzintuigcellen sturen dan impulsen naar de hersenen.
De meeste geuren bestaan uit verschillende geurstoffen. In de neusholte liggen veel verschillende typen reukzintuigcellen.
Elk type is gevoelig voor een bepaalde geurstof. Hierdoor ontstaat een patroon van impulsen in de reukzenuw. Je hersenen vertalen deze impulsen en je ruikt de geur.
In het oppervlak van de tong bevindt zich het smaakzintuig. Over je tong lopen veel fijne groefjes. Aan de zijkanten van die groefjes liggen smaakknopjes. In de smaakknopjes liggen smaakzintuigcellen.
De smaakzintuigcellen in de tong kunnen vijf verschillende smaken onderscheiden: zoet, zout, zuur, bitter en umami (‘hartig’). Voor elk van deze vijf smaken zijn er aparte smaakknopjes.
Alle andere smaken proef je met behulp van het reukzintuig.
6. Lesstof in een film
In onderstaande film wordt veel van de lesstof in beeld gebracht en uitgelegd.
De film is geen vervanging van de totale lesstof en het is niet verplicht om hem te bekjken. Het kan je wel helpen om de stof interessanter te maken en beter te begrijpen.
Film: De huid (Bron: Discovery Channel via YouTube.com, 2012)
C1. Ogen
1. De onderdelen van het oog
Bescherming
Je ogen worden beschermd door oogleden en wimpers. Die houden het meeste vuil tegen. De oogleden verspreiden ook traanvocht over het oog. Traanvocht houdt het oog schoon en vochtig, doodt bacteriën en neemt stof mee. Het vuile traanvocht loopt via de traanbuis naar de neusholte. Het traanvocht wordt gemaakt in de traanklier.
Onderdelen
Hieronder zie je de onderdelen van het oog, met een beschrijving van de functie van elk onderdeel.
Neem alles goed door en gebruik de verwerrkingsopdrachten om na te gaan of je alle onderdelen kent.
Hoornvlies
Voorste deel van het harde oogvlies. Het is stevig, doorzichtig en beschermt het oog.
Lens
Dubbelbolle lens achter de pupil. De lens in het oog kan van vorm veranderen. De lens verandert van vorm om iets goed scherp te kunnen zien.
Pupil
De pupil is een gaatje in de iris. Dat hij zwart is, komt doordat het in je oog donker is.
De pupil kan groter en kleiner worden door kleine spiertjes in de iris. Door de pupil groter of kleiner te maken wordt de hoeveelheid licht die op het netvlies valt geregeld. Als er veel licht op het netvlies valt, gaat er een signaal naar de spiertjes in de iris die de pupil kleiner maken.
Iris
Dit is het gekleurde rondje in het oog. De iris is een deel van het vaatvlies.
Straalvormig lichaam
Kringspier en lensbandjes die ervoor zorgen dat het oog kan accommoderen.
Oogspier
Draait oog in de gewenste kijkrichting.
Harde oogvlies (oogwit)
Het witte gedeelte van het oog dat je ziet is het voorste gedeelte van het harde oogvlies. Het harde oogvlies zit om de hele oogbol heen. Het is een bescherming van het oog en houdt ook het oog in vorm.
Vaatvlies
Vlies dat veel bloedvaten bevat. Zorgt voor de voeding en zuurstoftoevoer van het buitenste deel van het netvlies.
Netvlies
Bevat zintuigcellen waarin onder invloed van licht impulsen ontstaan.
Voorste oogkamer
Ruimte in het oog tussen het hoornvlies en de iris.
Achterste oogkamer
Ruimte tussen de iris en lens.
Glasachtig lichaam
Heldere, geleiachtige substantie in het midden van het oog.
Gele vlek
Centrum van het netvlies. Met dit deel van het netvlies zie je het scherpst.
Blinde vlek
Deel van het netvlies waar de oogzenuw het oog verlaat en waar zintuigcellen ontbreken.
Oogzenuw
Zenuw die impulsen van het oog naar de hersenen doorgeeft.
Blinde en gele vlek
Bekijk het volgende filmpje:
De gele vlek is dus een plek waar veel zintuigcellen bij elkaar zitten. Met dit deel van het netvlies zie je het scherpst.
De blinde vlek is een plek op het netvlies waar géén zintuigcellen aanwezig zijn. Hier verlaat de oogzenuw het oog.
Met behulp van een experimentje kan je zelf je blinde vlek bepalen:
- Sluit je rechteroog en ga met je gezicht op ongeveer
50 cm van het beeldscherm af zitten.
- Kijk nu recht met je linkeroog naar de ogen van het meisje.
- Kom nu langzaam dichterbij, blijf recht naar de ogen kijken.
- Op een gegeven moment zul je de bloem niet meer kunnen zien. Deze valt dan precies op je blinde vlek.
2. Zien
De ooglens zorgt ervoor dat lichtstralen die het oog binnenkomen worden afgebogen. Evenwijdige lichtstralen die op het oog vallen, gaan door het brandpunt van de lens. Op het netvlies ontstaat een scherp beeld met behulp van zintuigcellen en met behulp van kleine spiertjes die aan de lens vastzitten en die de vorm van de ooglens kunnen veranderen.
Bekijk het onderstaande filmpje:
link: https://schooltv.nl/video/zicht-een-van-je-zintuigen/
In het netvlies liggen twee soorten zintuigcellen: staafjes en kegeltjes.
De kegeltjes zijn gevoelig voor bepaalde kleuren. Er zijn drie typen kegeltjes: één voor rood licht, één voor groen licht en één voor blauw licht. De gele vlek is een plaats op het netvlies waar zich alleen kegeltjes bevinden. Het aantal zintuigcellen per oppervlakte-eenheid is op deze plaats groter dan op de rest van het netvlies. Naar de buitenkant van het netvlies, neemt het aantal kegeltjes af en het aantal staafjes toe. De staafjes liggen buiten de gele vlek.
Kegeltjes zorgen voor een grotere gezichtsscherpte (meer details) dan staafjes, doordat elk kegeltje afzonderlijk met één zenuwcel is verbonden. Staafjes zijn in groepjes met één zenuwcel verbonden en geven daarom een vager beeld. De prikkeldrempel voor een groepje staafjes is echter lager dan voor kegeltjes, waardoor er bij weinig licht nog een impuls ontstaat. Men noemt staafjes daarom ook wel schemerzintuigen. Met de staafjes worden alleen contrasten waargenomen in zwart-grijs-wit.
Accomoderen
De ooglens bevindt zich achter de pupil. De ooglens breekt de lichtstralen zodat er een scherp beeld ontstaat op het netvlies achterin de oogbol
Scherp stellen op verschillende afstanden kan doordat de lens van vorm kan veranderen: kleine spiertjes in het oog kunnen de ooglens boller of holler maken. Dit heet accommoderen.
Het zorgt ervoor dat je oog op verschillende afstanden scherp kan zien.
Dichtbij kijken kost meer inspanning dan in de verte kijken, omdat de kringspier dan moet samentrekken. Als de spier ontspant, wordt de lens platgetrokken door de lensbandjes.
Dit gebeurt als je in de verte scherp stelt.
Accommoderen is net als de werking van de pupil een onbewuste reactie, ook wel een reflex.
3. Bijziendheid en verziendheid
Licht dat je ogen binnenvalt, gaat eerst door de lens. De lens kan boller en platter worden. Op die manier zorgt de lens ervoor dat de lichtstralen precies op de gele vlek van het netvlies vallen. Je ziet dan scherp. De lens keert het beeld ook om, maar dat wordt weer ‘rechtgezet’ door je hersenen.
Bij sommige mensen werkt de ooglens niet goed of is de oogbol te lang of te kort. Het beeld (het licht) komt dan niet precies op het netvlies terecht. Iemand ziet dan niet scherp.
Iemand die bijziend is, kan alleen dichtbij scherp zien. Kijkt hij in de verte, dan komt het beeld vóór het netvlies terecht. De ooglens is te bol of de oogbol is te lang (te diep). Bijziendheid kan worden gecorrigeerd met een bril (of contactlenzen) met holle lenzen. Het beeld komt daardoor weer precies op het netvlies.
Iemand die verziend is, kan alles in de verte goed zien. Maar kijkt hij naar iets wat dichtbij is, dan komt het beeld achter het netvlies terecht. Bij een verziend persoon is de ooglens te plat of de oogbol te kort. Een bril met bolle lenzen zorgt ervoor dat het beeld wel precies op het netvlies komt.
Bij het ouder worden neemt de veerkracht van de lens af. Gevolg is dat de lens niet bol genoeg meer kan worden. Aangezien deze vorm van verziendheid te maken heeft met het stugger worden van de ooglens, spreekt men in dit geval van oudziend.
Soms is het nodig in één bril verschillende lenzen te verwerken, één om te kunnen lezen en één om in de verte te kunnen kijken (multifocale bril).
C2. Licht
1. Licht
We hebben het net over het oog gehad. Het oog is het orgaan om mee te kunnen zien. Licht valt binnen en zorgt ervoor dat we vormen en kleuren zien. Er zijn verschillende onderdelen van het oog met verschillende functies. Die ken je al, maar wat is licht nou precies?
Je hebt eerder geleerd dat moleculen en atomen bestaan en dat die energie meedragen. Misschien heb je zelfs in de verdieping al geleerd over elektronen en dat die bewegen. Licht is een vorm van energie in de vorm van bewegende deeltjes. Dit noemen we ook wel straling. Sommige straling kan je wel zien en sommige straling niet.
Lichtbron
Een lichtbron is de plek waar de straling vandaan komt. We hebben verschillende soorten lichtbronnen, namelijk de directe lichtbron en de indirecte lichtbron.
Met de directe lichtbron bedoelen we bijvoorbeeld een lamp. De lamp zelf geeft licht. Met een indirecte lichtbron bedoelen we iets wat licht weerkaatst. Een indirecte lichtbron kan dus uit zichzelf geen licht geven, bijvoorbeeld een spiegel, een tafel of een auto. De lichtdeeltjes van de directe bron (de zon) weerkaatsen tegen de indirecte bron (een blaadje van een boom) en komen dan in je oog terecht. Zo kan je dingen zien!
Licht tekenen
Het licht beweegt dus van de bron af, maar dat kan op verschillende manieren gebeuren. Van de lichtbron komt een lichtbundel. Die lichtbundel bestaat uit verschillende lichtstralen. De lichtstralen kunnen we tekenen en daarmee kunnen we soms voorspellen waar het licht dan gaat eindigen, zelfs als het ergens tegen aan botst!
Dat botsen van het licht noemen we ook wel weerkaatsen.
Schaduw
Schaduw ontstaat als er ergens geen licht kan komen. Bijvoorbeeld omdat er een mens in de weg staat. Hoe de schaduw er uit moet zien, kan je ook weer achterhalen door de stralen te tekenen.
PLAATJE LICHTBUNDELS
Soorten lichtbundels
Je weet nu hoe een lichtbundel getekend kan worden en hoe je de schaduw bepaalt. Er zijn echter ook verschillende lichtbundels. De lichtbundel kan van vorm veranderen door bijvoorbeeld een lens, loep, of een ander voorwerp dat licht kan breken.
2. Kleuren
Nu je beter weet wat licht is en hoe het zich door een ruimte verplaatst, gaan we verder met kleuren. Niet alle mensen kunnen kleuren zien, sommige mensen zijn kleurenblind. Dat wekt natuurlijk de vraag op hoe dat kan?
Golflengtes
Licht bestaat eigenlijk uit bewegende deeltjes. Die bewegende deeltjes die vormen ook nog eens een golf. Licht kan in verschillende golven bewegen door de ruimte en de lengte van de golf bepaalt de kleur. Als alle golven naast elkaar bewegen, zien we wit licht. Wit licht bestaat dus eigenlijk uit alle kleuren licht. Als je het witte licht breekt, bijvoorbeeld met een regendruppel, zie je de verschillende kleuren. In de natuur noemen we dat een regenboog.
Als een voorwerp een bepaalde kleur heeft, bijvoorbeeld een groen blad, dan neemt het alle lichtgolven op behalve de lichtgolven die wij daarna zien. Op een blad van de boom valt dus het witte licht en alleen groen wordt weerkaatst, de rest wordt geabsorbeerd.
D1. Oren
1. De onderdelen van het oor
Oorschelp: Uitwendig deel van het gehoor, helpt om de geluidstrillingen op te vangen.
Gehoorgang: De weg van oorschelp naar trommelvlies.
Oorsmeerkliertjes: liggen in de gehoorgang. Maken oorsmeer dat helpt het trommelvlies soepel te houden en houdt bacterien en stof vast.
Trommelvlies: Vlies op de grens tussen uitwendige oor en middenoor, dat de trillingen doorgeeft naar de hamer.
Hamer: Gehoorbeentje dat de trilling doorgeeft van trommelvlies naar aambeeld.
Aambeeld: Gehoorbeentje dat de trilling doorgeeft van hamer naar stijgbeugel.
Stijgbeugel: Gehoorbeentje dat de trilling doorgeeft van stijgbeugel naar vlies.
Vlies (venster): Grens tussen middenoor en inwendige oor.
Evenwichtszintuig: Zintuig dat net naast het oor ligt en de richting van bewegingen waarneemt.
Gehoorzenuw: Geeft impulsen door aan de grote hersenen.
Slakkenhuis: Gevuld met vloeistof en trilharen. De zintuigcellen geven impulsen door aan de gehoorzenuw.
Buis van Eustachius: Verbinding tussen oor en keelholte, waardoor de druk in het middenoor gelijkt blijft met het uitwendige oor.
Trommelholte: Middenoor met de gehoorbeentjes.
2. Geluiden horen
Geluid is een trilling van de lucht. Een geluidstrilling gaat door de gehoorgang naar het trommelvlies, dat gaat meetrillen.
In het midden van het oor zitten de gehoorbeentjes: hamer, aambeeld en stijgbeugel.
De trilling van het trommelvlies wordt doorgegeven aan de hamer, daarna aan het aambeeld en tenslotte aan de stijgbeugel.
Via het vlies komt de trilling terecht in het inwendige oor.
In het slakkenhuis gaan vloeistof en trilharen meetrillen met de geluidstrilling.
Iedere haar is gevoelig voor een bepaald geluid.
Hoe vaak een geluidstrilling plaatsvindt, noemen we de trillingsfrequentie.
Een hogere trillingsfrequentie betekent dus dat er meer trillingen per seconde zijn.
De trillingen tussen 20 en 20.000 trillingen per seconden kunnen we waarnemen. De trillingen die daarbuiten vallen, horen we niet.
De zintuigcellen in het slakkenhuis zorgen voor elektrische signalen ofwel impulsen.
Impulsen worden doorgegeven aan de gehoorzenuw.
Via de gehoorzenuw komen de impulsen terecht in het gehoorcentrum in de hersenen.
Daar word je je van het geluid bewust en dan spreek je van het werkwoord 'horen'.
D2. Geluid
1. Wat is geluid?
Je hebt vorige les geleerd dat geluid bestaat uit trillingen. Die trillingen komen natuurlijk ergens vandaan! De plek waar het geluid start, noemen we een geluidsbron. Geluidsbronnen zijn bijvoorbeeld de snaren van een gitaar, de speaker van je ipad of je eigen stembanden.
Een geluidsbron zorgt ervoor dat de deeltjes in het medium gaan trillen. We zijn altijd gewend dat het geluid door de lucht van plek a naar plek b gaat. Dat hoeft echter niet! De trillingen kunnen ook door bijvoorbeeld watermoleculen doorgegeven worden. Daarom hoor je mensen ook onder water schreeuwen. Het gaat alleen veel sneller omdat watermoleculen dichter op elkaar zitten dan de moleculen in lucht.
Geluidssnelheid
Geluid heeft wel even de tijd nodig om zich te verplaatsen door het medium. Een bekend voorbeeld hierbij is onweer. Als je het licht van de bliksem ziet, heeft het geluid vaak nog even de tijd om bij je te komen. Licht gaat heel snel, geluid wat langzamer. Licht legt 300.000 m/s af. Hierdoor zie je dus eerst het licht en hoor je daarna pas de donder. Hoe snel geluid zich verplaatst hangt af van het medium waardoor geluid zich moet verplaatsen. De geluidssnelheid van lucht is ongeveer 1234,8 km/h oftewel 343 m/s.
2. Geluidssterkte
Geluidssterkte wordt uitgedrukt in decibel (dB). Een klaslokaal met geroezemoes produceert zo’n 50 dB, een disco vaak meer dan 100 dB. Geluid boven 80 decibel is schadelijk voor het gehoor. Hoe langer je te maken hebt met hard geluid, hoe schadelijker. Als het geluid te hard is, gaan er zintuigcellen kapot. Elke keer dat er zintuigcellen kapot gaan, word je een beetje dover.
Te harde muziek in je oordopjes is schadelijk voor je gehoor.
Werkgevers zijn verplicht om voor geluidsbescherming te zorgen als er veel lawaai is op het werk.
Elke verhoging van 3 dB boven de 80 dB halveert de tijd die je aan het geluid mag blootstaan.
Hoeveel decibel is het geluid van vallende bladeren?
En van een stofzuiger?
En van een startend vliegtuig?
Bekijk de afbeeldingen bij de paarse getallen.
3. Toonhoogte en Frequentie
Als je een geluid hoort en dat wil omschrijven dan is de kans groot dat je dat omschrijft met toonhoogte. Je geeft bijvoorbeeld aan dat iets bromt (lage toon/lage frequentie) of piept (hoge toon/hoge frequentie). Het kan ook daartussen in zitten; ons eigen gehoorbereik ligt tussen 20 en 20.000 hertz. Als je een liedje meezingt maak je een serie van hoge en lage tonen.
In de volgende link ga je geluidstrillingen onderzoeken: https://academo.org/demos/virtual-oscilloscope/. Kijk eens wat er gebeurt als je iets op een hoge toon of lage toon zegt. De microfoon van je tablet 'vertaalt' de drukverschillen van geluid in elektrische trillingen.
In de afbeelding hiernaast zie je drie verschillende tonen. De middelste toon heeft de meeste 'golfjes', die toon heeft de meeste trillingen per seconde en is dus de toon met de hoogste frequentie.
Bekijk nu eens de volgende link: https://www.szynalski.com/tone-generator/. De meeste kinderen van jullie leeftijd kunnen tussen 20 en 20 000 Hz horen. Tot hoe ver kan jij horen?
De tonen die je kan horen liggen binnen jouw frequentiebereik.
Dieren hebben een totaal ander frequentiebereik. Kijk bijvoorbeeld eens naar het frequentiebereik van een vleermuis, die ligt bij veel hogere tonen! Vanaf 20 000 Hz noemen we het geluid ultrasoon. Wij mensen kunnen dat geluid niet meer horen, maar wist je dat vleermuizen hier juist gebruik van maken? Door te luisteren naar de echo's van deze geluiden kunnen ze hun omgeving waarnemen en op die manier op insecten jagen. Wil je vleermuizen toch kunnen horen? Dan kun je gebruik maken van een batdetector.
E. Het zenuwstelsel
1. Onderdelen van het zenuwstelsel
Zoals in onderdeel A al werd genoemd, bestaat het zenuwstelsel uit 2 delen: het centrale zenuwstelsel en de zenuwen.
Een zenuw is opgebouwd uit zenuwcellen.
Er zijn drie soorten zenuwcellen (zie ook de plaatjes hieronder):
- gevoelszenuwcellen (sensorische zenuwcellen): deze cellen brengen impulsen van de zintuigen naar het centrale zenuwstelsel.
- schakelcellen: deze cellen brengen impulsen van de ene naar de andere zenuwcel.
- bewegingszenuwcellen (motorische zenuwcellen): deze cellen brengen impulsen van het centrale zenuwstelsel naar spieren of klieren.
2. Bouw van de hersenen
De hersenen bestaan uit de hersenstam, de grote hersenenn en de kleine hersenen.
De hersenstam ligt in het verlengde van het ruggenmerg. De hersenstam geleidt impulsen van het ruggenmerg naar de grote en de kleine hersenen en in de omgekeerde richting.
De grote hersenen en de kleine hersenen bestaan elk uit twee helften: een linker- en een rechterhelft. Vooral de grote hersenen zijn sterk geplooid. In de schors, het buitenste gedeelte, van de grote en de kleine hersenen liggen veel cellichamen van schakelcellen. De hersenschors heeft een grijze kleur en wordt ook wel grijze stof genoemd. In het merg, het binnenste gedeelte, van de grote en de kleine hersenen liggen veel uitlopers van schakelcellen. Het merg is lichter van kleur en wordt ook wel witte stof genoemd.
In de grot
e hersenen komen zeer veel impulsen aan, afkomstig van de zintuigen in het lichaam. Pas als de impulsen in de schors van de grote hersenen zijn verwerkt, word je je bewust van een prikkel. De plaats waar impulsen in de grote hersenen aankomen en worden verwerkt, bepaalt de aard van de waarnemingen die je doet. In de grote hersenen liggen cellichamen van de schakelcellen in groepen bij elkaar, deze vormen hersencentra.
Vaak voer je bewegingen tegelijkertijd uit. De kleine hersenen zorgen ervoor dat al deze bewegingen op elkaar zijn afgestemd. Zij regelen dus de coördinatie van deze bewegingen.
3. De weg van de impulsen
Stel, je bent thuis en iemand belt aan. Vanaf het moment dat de bel gaat totdat je de deur opendoet, gebeuren er in je lichaam veel dingen kort na elkaar:
- Het geluid van de bel bereikt je oor en wordt
waargenomen door zintuigcellen in je oor.
- Via de gehoorzenuw gaan er impulsen naar het gehoorcentrum in de hersenen.
- Je wordt je bewust van het geluid.
- Vanuit de hersenen gaan er impulsen naar je beenspieren.
- Je staat op om de deur open te gaan doen.
In een eenvoudig plaatje ziet de verwerking van prikkels in je zenuwstelsel er zo uit:
Afbeelding: Algemene werking van het zenuwstelsel
sensorische zenuwcellen = gevoelszenuwcellen; motorische zenuwcellen = bewegingszenuwcellen
4. Reflex
Niet alle impulsen gaan via de hersenen. Bij een reflex gaat de reactie zó snel, dat de hersenen worden 'overgeslagen' en pas later worden 'geïnformeerd'.
Een reflex is een automatische, onbewuste reactie op een prikkel. Nadat je een prikkel hebt ontvangen, ontstaan impulsen in je zintuigcellen. De impulsen gaan via de gevoelszenuwcel naar het ruggenmerg. Daar reageert het ruggenmerg direct. Nog vóórdat de impuls de hersenen bereikt, ontstaat al een impuls naar de spieren of klieren. Dit gebeurt via de bewegingszenuwcellen.
Pas na de beweging gaat er in een deel van de gevallen een impuls via de hersenen. Je wordt je dan pas bewust van bijvoorbeeld pijn. Reflexen die processen van allerlei organen regelen verlopen volledig onbewust.
Een voorbeeld:
- Je raakt per ongeluk iets warms aan.
- Zintuigcellen in je vinger worden geprikkeld.
- Via de gevoelszenuwcellen gaat een impuls naar het ruggenmerg(sensorische neuron).
- Vanuit het ruggenmerg gaat direct een impuls terug naar de spieren van je hand(motorische neuron).
- Je trekt je hand terug.
- Daarna komt de impuls pas in de hersenen aan en voel je de pijn.
In schema ziet dat er zo uit:
Afbeelding: de route van een impuls door het zenuwstelsel bij een reflex.
Reflexen zoals de hoestreflex, niesreflex, pupilreflex, speekselreflex en slikreflex lopen via de hersenstam.
Reflexen van de ledematen en reflexen van de anus en urineblaas lopen via het ruggenmerg.
Voor meer uitleg over reflexen bekijk dan de youtube uitleg van Biologie met Joost op: https://www.youtube.com/watch?v=zPPws-l-HPI
