Ses Dalgaları 10. Sınıf Fizik

Ses Dalgaları

Bir davula vurulduğunda, havada sıkışma ve genleşme şeklinde ilerleyen bir dalga oluşur. Bu dalga ses dalgasıdır. Ses boyuna ve mekanik dalgadır.

Sesin Hızı

Ses hızı ışık hızına göre oldukça küçüktür. Şimşek çaktıktan bir süre sonra sesinin duyulmasının sebebi bu durumdur. Sesin hızı, diğer
mekanik dalgalarda olduğu gibi ortama bağlıdır. Genel olarak sesin hızı katılarda en büyük, gazlarda en küçüktür. Sıcaklık, arttıkça sesin
yayılma hızı da artar.

Sesin Özellikleri

Frekans (Yükseklik)

Sesin ince ya da kalınlığını belirleyen ses özelliğidir. Sesin frekansı arttığında ses incelir. Başka bir deyişle ince sesin frekansı büyük olur. İnsan kulağı 20 Hz ve 20 000 Hz arasındaki sesleri duyabilir.

Şekildeki gergin tel titreştirilerek ses elde edilebilir. Elde edilen bu sesin frekansı;

* telin boyu ile ters,
* telin gerginliği ile (F kuvveti ile) doğru,
* telin kesiti ile ters

orantılıdır. Gitar, saz gibi çalgılarda aletin kol kısmına parmakla bastırmak aslında telin boyunu değiştirmek anlamına gelir.

Şiddet

Sesin şiddeti, sesin birim alana düşen ortalama gücüdür. Birimi watt/metrekare’dir. Sesin şiddeti, sesin taşıdığı enerjinin bir ölçüsüdür. İnsan kulağının duyabileceği en düşük ses şiddetine eşik şiddeti denir.

Ses şiddeti seviyesi için desibel (dB) olarak bilinen bir ölçek kullanılır. Bu ölçekte işitme eşiği O dB, yaprak hışırtısı 10 dB, normal konuşma
50 dB’dir. Acı eşiği 120 dB’dir.

Tını

Gitardan ve sazdan aynı şiddette ve aynı frekansta sesler elde edilse de bu sesler farklıdır. Bu farklılığa, sesin tınısı denir. Tını, ses kaynağını ayırt etmeye yarayan ses özelliğidir.

Rezonans

Şekildeki K diyapozonuna vurularak titreştirildiğinde bir süre sonra L diyapozonunun da titreştiği ve ses verdiği görülür. Bu olaya rezonans (benzeşme) denir.

Zorlayıcı kuvvet ile sistem rezonans durumuna geldiğinde maksimum genlik elde edlir.

Yankı

Ses dalgaları bir engele çarptıktan sonra yansıyıp geri döner. Sesin yansıdıktan sonra işitilmesine yankı denir.

Çözümlü Örnek Test Soruları

Ses dalgaları, titreşimlerin bir madde ortamında yayılmasıyla oluşan boyuna dalgalardır. Sesin yayılması için bir ortama ihtiyaç vardır ve sesi duymamızı sağlayan frekans aralığı 20 Hz ile 20.000 Hz arasında değişir. Sesin hızı, ortamın yoğunluğuna ve sıcaklığına bağlıdır.

1. Ses dalgaları hangi tür dalgalardır?

A) Enine dalgalar
B) Boyuna dalgalar
C) Elektromanyetik dalgalar
D) Sabit dalgalar

Çözüm: Ses dalgaları, madde ortamında sıkışma ve genleşme hareketleri ile yayılan boyuna dalgalardır.
Doğru cevap B şıkkıdır.

2. Aşağıdaki ortamlardan hangisinde ses en hızlı yayılır?

A) Hava
B) Su
C) Çelik
D) Vakum

Çözüm: Ses, katı ortamlarda en hızlı yayılır. Çelik, bu ortamlardan biridir. Vakumda ise ses yayılmaz.
Doğru cevap C şıkkıdır.

3. Sesin hızını etkileyen faktörler nelerdir?

A) Ortamın sıcaklığı ve yoğunluğu
B) Dalga boyu ve frekansı
C) Sıcaklık ve genlik
D) Frekans ve genlik

Çözüm: Sesin yayılma hızı, ortamın sıcaklığı ve yoğunluğu ile doğrudan ilişkilidir.
Doğru cevap A şıkkıdır.

4. Ses dalgaları vakumda neden yayılmaz?

A) Frekansı çok düşük olduğu için
B) Sıkışma ve genleşme hareketi yapacak ortam olmadığı için
C) Işıkla aynı hıza sahip olduğu için
D) Enerjisini kaybettiği için

Çözüm: Ses dalgaları mekanik dalgalar oldukları için yayılmaları bir madde ortamına bağlıdır. Vakumda bu ortam bulunmadığından yayılmazlar.
Doğru cevap B şıkkıdır.

5. Sesin frekansı neyi belirler?

A) Sesin şiddetini
B) Sesin hızını
C) Sesin yüksekliğini (pes veya tiz)
D) Sesin yayılma süresini

Çözüm: Sesin frekansı, sesin yüksekliğini belirler. Yüksek frekanslı sesler tiz, düşük frekanslı sesler pes olarak duyulur.
Doğru cevap C şıkkıdır.

6. Sesin bir ortamda yayılma hızı en çok hangi özelliğe bağlıdır?

A) Ortamın yoğunluğuna
B) Sesin frekansına
C) Sesin dalga boyuna
D) Sesin genliğine

Çözüm: Sesin yayılma hızı, ortamın yoğunluğuna bağlıdır. Katı ortamlarda ses daha hızlı yayılırken, gazlarda daha yavaş yayılır.
Doğru cevap A şıkkıdır.

7. İnsan kulağının duyabildiği ses frekansı aralığı nedir?

A) 1 Hz – 1000 Hz
B) 20 Hz – 20.000 Hz
C) 200 Hz – 200.000 Hz
D) 2 Hz – 200 Hz

Çözüm: İnsan kulağı, yaklaşık olarak 20 Hz ile 20.000 Hz arasındaki frekansları duyabilir.
Doğru cevap B şıkkıdır.

Ses, hayatımızın vazgeçilmez ögelerinden birisidir. Çevremizdeki sesleri duyarak bir şeyler anlarız. Konuşanı dinleyerek bir şeyler öğreniriz. Canlılar ses üreten ve ses algılayan yapıya sahiptirler. Çevremizde çok çeşitli sesler vardır. Bu seslerin bazılarını duyar bazılarını duyamayız. Duyamadığımız sesleri algılamak için çeşitli araçlar kullanırız. Hoparlör vasıtasıyla sesi yükseltir ya da alçaltırız.

Sesin Oluşumu

Bir gitarın gergin teli denge konumundan biraz ayrılıp bırakıldığında bir ses işitiriz. Tele dikkat edecek olursak denge konumunun iki yanında gidip geldiğini yani titreştiğini görürüz.

Bir diyapazonun kollarının birine ucu lastik bir tokmakla vuralım. Bir ses meydana gelir. Parmağımızla diyapazonun kollarından birine hafifçe dokunursak onun titreştiğini hissederiz. Diyapazonun uçlarını bir suya daldıracak olursak suyun sıçramaya başladığı görülür.

Bir elimizin baş parmağı ve işaret parmağı ile gırtlağımızı tutarak konuşursak gırtlağımızda bir şeylerin titreştiğini hissederiz. Bu titre- şen şey soluk borusunun başlangıcında kıkırdaktan yapılmış genişçe huni şeklindeki gırtlağın içindeki çıkıntılardır.

Buradan da anlaşıldığı gibi titreşim yapan cisim etrafındaki hava moleküllerini titreştirir. Hava molekülleri bu enerjiyi etrafındaki hava moleküllerine iletir. Bu iletim hava moleküllerinin sıkışıp yüksek basınç oluşturması ve yanındaki alçak basınca doğru hareket etmesi şeklinde yayılır. Ses boyuna dalgadır.

Hava molekülleri sesin enerjisini birbirine aktararak kulak zarımıza vurur. Titreşen kulak zarımız enerjiyi kemiklere oradan da salyangozdaki duyma sinirlerine iletir. Duyma sinirlerince elektrik enerjisine dönüşen sesler beyne iletilir. Beynimiz bu sesi algılar.

Ses Dalgalarında Dalga Boyu, Genlik, Frekans ve Periyot

Tüm dalga türlerinde olduğu gibi ses dalgasının da tepe ve çukur noktaları vardır. Sesin havayı sıkıştırıp yüksek basınç oluşturduğu bölgelere dalganın tepe noktası, havanın seyrelip düşük basınçlı olduğu yerler ise dalganın çukur noktasıdır.

Ses dalgalarının art arda gelen iki dalga tepesi ya da art arda gelen iki dalga çukuru arasındaki en kısa uzaklığa, ses dalgasının dalga boyu denir. Diğer bir ifadeyle art arda gelen iki sıkışık bölge ya da art arda gelen iki seyrek bölge arasındaki uzaklıktır.

Ses dalgalarında genlik, ortamın ne kadar sıkıştırılmış ya da ne kadar seyreltilmiş olduğunun bir ölçüsüdür. Ortam ne kadar fazla sıkıştırılırsa sesin genliği o kadar fazla olur.

Bir tam ses dalgasının üretilmesi için geçen zamana sesin periyodu denir. Birim zamanda üretilen ses dalgası sayısına sesin frekansı denir. Sesin frekansını ileride ayrıntısıyla ele alacağız. Frekansla periyot arasındaki ilişki bütün dalgalarda olduğu gibi; T . f = 1 dir.

Sesin Yayılma Hızı

Sesi meydana getiren fiziksel sebebin cisimlerin titreşimi olduğunu öğrendik. Bu titreşimlerin duyulması için esnek katı, sıvı veya gaz bir ortamda dalgalar halinde yayılarak kulağımıza gelip kulak zarımızı titreştirmesi gerekir. Eğer titreşim cisimle kulağımız arasında esnek maddesel bir ortam yoksa bir ses işitmeyiz. Başka bir deyişle ses titreşimleri esnek ortamlarda (katı, sıvı ve gaz) yayılır.

Ses dalgasının yayılma hızı bütün dalgalarda olduğu gibi yayıldığı ortama bağlıdır. Sesi yayan ortam katı, sıvı ve gazdır. Ses dalgaları yoğun ortamlarda hızlı az yoğun ortamlarda yavaş yayılır. Ses dalgaları boşlukta yayılmaz.

Ses dalgaları kaynaktan çıkınca küresel bir yayılma gösterir. Onun için ses kaynağı nerede olursa olsun kaynağın çıkarttığı sesin çevresindeki bütün algılayıcılar algılar. Bir ambulans sireninden çı- kan sesi ambulansın bütün çevresi duyar.

Sesin yayılma hızı ortama bağlı olduğundan, ortamın sıcaklığı ile sesin yayılma hızı doğru orantılıdır. Sıcak ortamda hava moleküllerinin hızı daha fazladır. Hava moleküllerinin hızı arttıkça ses de hızlı yayılır. Soğuk ortamda hava moleküllerinin hızı azdır. Bu nedenle ses soğuk ortamda daha yavaş yayılır. Ses katılarda daha hızlı yayılır. Katı molekülleri birbirine daha yakın ve düzenli olduğundan, sesin titreşimini daha çabuk ileteceklerdir.

Sesin Frekansı

Sesin frekansı ses kaynağının birim zamandaki titreşim sayısı demektir. Frekansın diğer ismi sesin yüksekliğidir. Bir arı saniyede 600 defa kanadını çırpabilir. Sesi incedir. Bir sivrisinek ise kanadını saniyede 1500 kez çırpabilir onun için sesi arıdan daha incedir. O halde frekans sesin ince ya da kalın olmasını da belirler.

İnsan kulağı 20 ile 20.000 Hz arası sesleri duyabilir. Frekansı 20 Hz den küçük olan seslere infrasonik ses, frekansı 20 000 Hz den büyük olan seslere ise ultrasonik ses denir.

Frekansı büyük sesler ince, küçük sesler kalın duyulur. Frekansın birimi Hertz (Hz) dir. Sesin frekansına göre sınıflandırılması, insan kulağının duyma kabiliyeti esas alınarak yapılmıştır. İnsanların duymadığı bazı sesleri diğer canlılar duyabilir. Örneğin filler birbirleriyle infrasonik ses dalgaları ile iletişim kurar. Aralarında büyük uzaklıklar bulunsa da filler bu sesleri duyabilir. Yarasalar infrasonik ses çıkararak sesin engele çarpıp yansıması sayesinde yönlerini bulurlar. Balina ve yunuslar da birbirleriyle insan kulağının duymadığı infrasonik seslerle anlaşırlar.

Sesin frekansı kaynağına bağlıdır. Onun için sesin frekansı sesleri tanımamıza yarar. Annemizin sesini kendisini görmesek de tanı- rız. Bir köpeğin havladığını kendisini görmesek de biliriz. Çünkü ses kaynağının çıkarttığı sesin frekansı o kaynağın özellikleriyle ilgilidir. Bir insanın ses frekansını gırtlak, diş, dil, burun yapısı etkiler. Onun için burnumuz tıkandığında sesimizin frekansı değişir.

Gergin bir telden çıkan sesin frekansı telin özelliğiyle ilgilidir.

Bir tel inceldikçe ondan çıkan sesin frekansı artar.
Bir telin boyu azaldıkça ondan çıkan sesin frekansı artar.
Telin geren kuvvet arttıkça ondan çıkan sesin frekansı artar. Müzik aletlerini akort etmek onun tellerini geren kuvvetleri değiştirerek sağlanır.
Telin yapıldığı madde sesin frekansını değiştirir.

Sesin Şiddeti

Bir davula yavaşça vurulduğunda şiddeti az olan bir ses çıkar. Hızlı vurulduğunda şiddeti çok olan ses çıkar. Sebebi davula vurulurken harcanan enerji hızlı vurulduğunda daha fazladır. Davulun gergin zarı hızlı vurulunca daha çok denge konumundan ayrılır. Buradan anlaşıldığı gibi sesin şiddeti kaynağın denge konumundan ayrılma miktarı ve enerjisi ile ilgilidir.

Bir ses kaynağının titreşim genliği arttıkça sesin şiddeti artar. Onun için şiddet = genlik diyebiliriz. Bir teli denge konumundan az açıp bırakırsak şiddeti az, çok açıp bırakırsak şiddeti fazla ses çıkar. Ses kaynağından çıkan sesin kulak zarına yaptığı basınç ses şiddeti olarak adlandırılır. Şiddetin diğer ismi gürültüdür.

Şiddetin birimi desibel (dB) dir. Şiddet sesin enerjisi ile ilgili bir olay olduğundan ses yayılırken hava moleküllerinin çarpışmasından enerji kaybolacağından sesin şiddeti yayıldıkça azalır. Uzaktaki birine sesimizi duyurmak için bağırırız. Nedeni sesin enerjisinin uzaktaki kişiye varana kadar sıfır olmasını engellemektir.

İnsan kulağı belli şiddetin altındaki sesleri duyamaz. İnsan kula- ğının duyabildiği en küçük ses şiddeti 0 dB dir. 120 dB şiddetindeki ve daha üstündeki sesleri acı verici seslerdir. Kulaklara ciddi hasarlar verir onun için ses düzeyi 90 dB li aşmaması gerekmektedir. Gürültü dediğimiz sesler insanlarda kan basıncının yükselmesi, korku, sinirlilik, uykusuzluk gibi etkilere yol açabilir.

Sesin Yansıması

Ses dalgaları çarptığı yüzeylerden yansır ya da yüzey tarafından soğurulabilir. Sesin yansıması yere vurulan bir topun yansıması olayına benzer.

Sesin yansımasına verilebilecek en güzel örnek sesin yankılanmasıdır. Bir yüzeyden yansıdıktan sonra duyulabilen sese yankı denir. Düz bir duvar önünde ya da bir dağa doğru bağırdığımızda, bir süre sonra kendi sesimizi duyabiliriz. Ses çarpıp yansıyacağı yüzeye gidip gelirken şiddeti azalacaktır. Yüzeye çarpıp yansıması sırasında da bir miktar enerji kaybedeceğinden dolayı şiddet daha da azalacaktır. Onun için yankı normal sesin şiddetinden daha küçük şiddete sahiptir.

Sesin yankılanmasının insan kulağı tarafından algılanabilmesi için havadaki ses hızının 340 m/s olduğu bir ortamda duvardan en az 17 m uzakta olmak gerekir. Daha yakın olunan durumlarda da yansıma olayı gerçekleşir. Fakat gerçek sesle yankı ayırt edilemez. Sınıfta konuşulan seslerin duvardan yankılanması bu yüzden duyulmaz. Yankılı yerlerde ses daha iyi duyulur. Antik tiyatrolar, sinema salonları, kubbeli cami ve hamamlarda ses yankılanmasından dolayı ses daha iyi duyulur.

Ses Dalgaları Konu Anlatımı Videoları