IŞIK VE SES - Serkan SOLMAZ
advertisement
SES Ses Dalgaları : [Anahtar kelimeler : genlik, frekans] Sesin oluşumu : Titreşen cisimler ses üretir. Kaynaktan çıkan bir ses, tıpkı bir taşın durgun suya atıldığında oluşturduğu dalgalar gibi her yönde ve dalgalar halinde yayılır. Ses Titreşimdir (Ders kitabı 135. Sayfadaki etkinlik ) 1. Hipotez :(Denence): “Cetvelin gerilme miktarı artarsa oluşan sesin şiddeti artar.” Bu yüzden 1. Hipotez doğrudur. 2.Hipotez (Denence) :”Cetvelin boyu azalırsa ses kalınlaşır” Bu yüzden 2. Hipotez yanlıştır. Frekans ve Genlik nedir? Belli zaman dilimlerinde bir olayın tekrarlanmasına salınım hareketi denir. Salınımın denge noktası ile ulaşabileceği uç noktalar arası mesafeye genlik, bir saniyede gerçekleşen salınım sayısına ise frekans denir. 1 Örnek :Bir sarkaç 10 saniye içinde 50 salınım yapıyorsa bu sarkacın frekansı nedir? Cevap: 10 saniyede 50 salınım 1 sanide 10 salınım demektir. Yani frekansı 10 dur. Bir cisim aşağıdaki şekilde olduğu gibi denge konumundayken de aşağıya doğru çekilip bırakıldığında denge konumuna gelene kadar aşağı yukarı doğru salınım hareketi yapar. Örnek : Şekil-I deki cisim denge durumundan x kadar Şekil -II deki cisim ise 2x kadar çekiliyor. Her iki cismin 1 s içerisinde yaptığı salınımlar yan tarafında gösterilmiştir. Buna göre cisimlerin frekansları kaç olduğunu bulunuz ve genliklerinin büyüklerini birbiriyle karşılaştırınız. 2 Ses Titreşimdir Bütün seslerin oluşumu ses kaynaklarının titreşimlerinden kaynaklanmaktadır. Şekildeki gibi bir diyapozonun çatalına plastik bir tokmakla vurulduğunda, çatal titreşir ve bir çınlama sesi duyulur. Titreşen diyapozon çatalı etrafındaki hava moleküllerini de titreştirir. Böylece ses enerjisi dalgalar hâlinde etrafa yayılarak insan kulağı tarafından işitilir. Ses dalgaları etrafa yayılırken bazı yerlerde hava molekülleri sıklaşır bazı yerlerde ise seyrekleşir. Oluşan ses dalgaları bu sıklık ve seyrekliği ifade eder. Bu ses dalgalarından bir saniyede üretilen ses dalgası sayısı da ses dalgasının frekans değerini verir. Hava moleküllerinin sıklaştığı yerler ses dalgasının tepe noktasına, seyrekleştiği yerler ise çukur noktasına karşılık gelir. Bir dalga tepesi ile dalga çukuru arasındaki mesafenin yarısı genlik değerini gösterir. (Ders kitabının 138 . sayfasındaki kendimizi değerlendirelim kısmı bilinecek ) 3 Sesin özellikleri : [Anahtar kelimeler : ses şiddeti (=sesin gürlüğü ; zayıf ses, şiddetli ya da gür ses), sesin yüksekliği (ince ya da tiz ses, kalın ya da pez ses), hertz (ses frekansının birimi), desibel (ses düzeyi birimi)] Sesin özellikleri, farklı ses kaynaklarından çıkan seslerin birbirinden ayırt edilmesini sağlayan özelliklerdir. Bu özellikler sesin şiddeti , sesin yüksekliği ve sesin tınıs ı gibi özelliklerdir. Ses şiddeti : Sesin kuvvetli ya da zayıf olma özelliğidir. Ses dalgalarının taşıdıkları enerjiye bağlı olarak birim alana uyguladıkları kuvvetin bir ölçüsüdür. Ses şiddetinin büyüklüğü desibel ile ifade edilir. Sesin şiddeti ses kaynağından uzaklaştıkça azalır. Yüksek şiddetli ses bir tusunami dalgasına, şiddeti az olan bir ses ise sakin bir deniz dalgasına benzetilebilir. Genliği fazla olan ses dalgaları şiddetli (gür) ses , az olan dalgalar ise şiddeti az ses(zayıf ses) özelliği gösterir. Örnek : Bir cetvel resimdeki gibi masa kenarına tutturulup farklı şekillerde gerilip se rbest bırakılıyor. I, II ve III numaralı şekillerin oluşturacağı ses dalgalarını ait olacağı ses dalgasıyla eşleştiriniz. Örnek : Aşağıda verilen araçlardan hangisinin oluşturduğu ses dal galarının genliği diğerlerinden daha büyüktür? 4 Sesin yüksekliği (İnce ses , kalın ses ) : Yüksekliği fazla olan sese ince ses (tiz ses) ya da frekans ı fazla ses, yüksekliği az olan sese ise kalın ses (pes ses) ya da frekans ı düşük ses denir. Ses frekansı : Bir saniyede üretilen ses dalgası sayısına frekans denir. Birimi alman fizikçi Henrik Hertz’in ismi olan hertz ile ifade edilir. Örneğin 512 Hertz, ses kaynağının bir saniyede 512 tane ses dalgası ürettiği anlamına gelir. Örnek : Şekildeki diyapozonlardan en kalın ses çıkaran diyapozon K, en ince ses çıkaran ise L diyapozonu olduğuna göre frekanslarının büyüklüklerini birbiriyle karşılaştırınız. 5 İnsan kulağının işitebileceği ses frekans aralığı 20 -20.000 Hz aralığındadır. 20 Hz’in altındaki seslere infrasonik sesler, 20.000 Hz üzerindeki seslere ultrasonik sesler denir. Ultrasonik ses dalgaları üretebilen ultrasonik cihazlar iç organların incelenmesinde, balık teknelerinde balık avlamada, börek taşlarının kırılmasında moleküler biyoloji laboratuarlarında mikropların parçalanmasında ve bir çok alanda kullanılır. Yunus balığı yarasa ve balina gibi bazı canlılar ultrasonik ses üretebilirler. Yarasaların gözleri görmediği için yaydıkları ultrasonik ses dalgalarının geri yansımasıyla etrafındaki cisimleri algılar. Ses düzeyi (şiddeti) birimi desibel (dB): Bir ses kaynağından çıkan sesin şiddeti ne kadar çok olursa ses düzeyi de o kadar fazla olur. Ses düzeyinin büyüklüğünün ölçüsü desibel ile ifade edilir ve kısaca dB ile gösterilir. İnsan kulağının işitebileceği en küçük ses düzeyi 0 dB dir. Her 10 Db lik artış 10 kat şiddetle ses demektir. Yani 10 dB, 0 dB ses düzeyinin 10 katı, 20 dB ses düzeyi 0 dB ses düzeyinin 10x10=100 katıdır. Ses düzeyi desibelmetre denilen bir alet ile ölçülür. Sesi ölçmek için kullanılan birim, telefonu icat eden Alexander Graham Bell’in soyisminden dolayı bel ile ifade edilir, ancak bel çok büyük bir birim olduğu için bel’in onda biri olan desibel kullanılır. 120 dB den daha yüksek şiddetteki sesler kulak sağlığı açısından zararlıdır. 6 Örnek : Aşağıdaki desibelmetrenin farklı ses kaynağı içeren ortamlarda ölçtüğü değerler üzerinde gösterilmiştir. Bu ortamlarla ortamlara uyan değerleri birbiriyle eşleştiriniz. Sesin tınısı : Bazı durumlarda aynı şiddette ve aynı frekansta ses üretilmesine rağmen ses kaynaklarından yayılan seslerin birbirinden farklı olduğu görülür. Ses kaynağının büyüklüğü ve yapıldığı malzemenin cinsi gibi bazı özelliklerden dolayı sesin farklı şekillerde algılanmasını sağlayan sesin bu özelliğine sesin tınısı denir. Örnek verilecek olursa bir ud, saz ya da klarnetten çıkan sesler ses tınılarının farklı olmasından dolayı farklı şekilde algılanır. Müzik ve Fen : [Anahtar kelimeler : Kalın ses (Pes ses=düşük frekanslı ses), İnce ses (tiz ses=yüksek frekanslı ses)] Düzenli ses dalgası üretmeyi sağlayan müzik aletleri sesin kalınlığını ayarlayabilen düzenek içerir. Tel içeren müzik aletlerinde telin uzunluğu artırılınca ses kalınlaşır, uzunluğu azaltılınca ses incelir. Telin bağlı bulunduğu gövde de ayrıca telin yaydığı ses titreşimini daha da artırır. Ksilofon türü vurmalı çalgılarda da tokmağın vurulduğu kısım uzunluğu fazla olduğunda ses kalınlaşır, uzunluğu az olunca ses incelir. Fülüt, klarnet, saksafon, borozan ve zurna gibi üflemeli çalgılarda ise ses delikleriyle üflenen kısmın uzunluğu ayarlanır. Bütün delikler kapalı olduğunda üflenen kısım uzun olduğu için ses kalın, delikler açıldıkça üflenen kısmın uzunluğu azalacağı için ses incelir. Müzik aletlerinde oluşturulan sesler kalından -> inceye doğru ya da pesten-> tize doğru do,re, mi, fa, sol, la, si, do şeklinde notalarla isimlendirilir. 7 Gergin bir teli titreştirerek ses oluşturulmak istendiğinde yayılan sesin kalınlığı (pesliği), titreşen telin boyuna, ge rginliğine , kalınlığına ve telin yapıldığı m adde nin cinsine bağlı olarak değişir. Örnek : Resimdeki üflemeli çalgılar aynı şiddetle üflendiğinde çıkan seslerin frekansları hangi müzik aletine ait olur? 8 Ses dalgalarının frekansı ve şiddeti gibi özellikleri üzerine bağlanan mikrofon bulunduran osiloskop adı verilen cihazlar ile incelenir. Ses Bir Enerji Türüdür : [Anahtar kelimeler : Kalın ses (Pes ses=düşük frekanslı ses), İnce ses (tiz ses=yüksek frekanslı ses)] Ses havada hava moleküllerinin birbirine çarpıp birbirini ötelemesiyle yayılır. Sesin bu şekilde yayılması aşağıdaki gibi bilyelerin hareketine benzetilebilir. Sesin yayılması esnasında sesin oluşumunu sağlayan enerjinin bir kısmı hava moleküllerinin birbiriyle çarpışması esnasında ısı enerjisine dönüşür. Bu yüzden ses kaynağından uzaklaştıkça sesin şiddeti azalır. Bir uçağın sesi bu yüzden yaklaştıkça daha fazla, uzaklaştıkça daha az duyulmaya başlar. Sesin hızı : Yağmurlu bir havada şimşek çakarken ya da yıldırım düşerken gök gürültüsü de aynı anda oluşur ancak önce oluşan ışık görülür daha sonra gök gürültüsü duyulur. Bunun sebebi ışığın kaynağından çıktıktan sonra sese göre çok çok daha hızlı yayılmasıdır. Işık havada yaklaşık 300.000.000 m/s, ses ise 340 m/s hızla yayılır. Örnek : Rabia uzaktaki bir noktaya yıldırım düştüğünü gördükten 5 saniye sonra gök gürültüsünü duyuyor. Buna göre yıldırım Rabia’dan kaç metre uzağa düşmüştür?(sesin havadaki yayılma hızı,340 m/s dir) Sesin yayılma hızı nelere bağlıdır? Ses dalgaları her ortamda aynı hızla yayılmaz. Sesin yayıldığı ortamın sıcaklığı ve üzerinde yayıldığı ortamın yoğunluğu sesin yayılma hızını etkiler. Katılar sıvılara göre, sıvılar da gazlara göre daha yoğun olduğu için sesin yayılma hızı en fazla katılarda sonra sıvılarda en yavaş ise gazlarda yayılır. Bunun sebebi taneciklerini birbirine daha yakın olmasıdır. (Yoğunluğun fazla olmasıdır) Ses sıcak ortamda soğuk ortama göre Daha hızlı yayılır. Sıcak ortamda soğuk ortama göre taneciklerin daha hareketli olması sesin daha hızlı yayılmasını sağlar. 9 Örnek : Bazı maddelerin taneciklerinin yapısı resimdeki gibidir. Buna göre, sesin bu maddelerde yayılma hızlarını birbiriyle karşılaştırınız. Sesin yansıması : Sesin kaynağından çıktıktan sonra bir engele çarpıp doğrultu değiştirmesine sesin yansıması denir. Ses kaynağından çıkan sesin kaynağından çıktıktan sonra bir engele çarpıp kaynağına geri ulaşmasına yankı denir. Yankı olayının insan kulağı tarafından hissedilebilmesi için engel ile ses kaynağı arasında en az 17 metre mesafe olması gerekir. Örnek : Bir kaynaktan gönderilen ses dalgaları 6 saniye sonra kaynağına geri geldiğine göre engel ile ses kaynağı arasındaki mesafe ne kadardır? (Sesin havadaki yayılma hızı 340m/s’ dir) Ses hızından daha hızlı giden uçakların sesi uçak gelmeden işitilemez, ancak ses uçak geçtikten sonra duyulabilir. Rezonans : Ses kaynağından yayılan ses dalgaları çevredeki bazı ses kaynaklarını da etkileyerek titreştirir. Frekansları aynı olan ses kaynaklarından birinin titreşip, etki ile diğerini de titreştirmesine rezonans denir. Ses yalıtımı : Pamuk, yün, keçe ve lastik gibi yumuşak maddeler sesi absorblar (yutar=sesi yalıtır); tahta, metal ve beton gibi sert maddeler sesi iyi yansıtır ve iletir. Ses kaydı : Seslerin kaydedilmesi ve dinlenmesi ilk kez Thomas Edison’un yaptığı fonograf ile gerçekleştirilmiştir. Daha sonra gramofon, pikap, teyp, CD ve Mp3 çalar gibi araçlar da ses kaydı yapmaya olanak sağlamıştır. 10
