S E S DALGALARI. Ünite-3

Transkript

1 Ünite-3 S E S DALGALARI Ses dalgaları katı, sıvı, gaz halindeki maddesel ortamlarda yayılabilen boyuna dalgalardır. Ses dalgaları, dalga kaynağını saran ortamın sıkıştırılarak titreştirilmesine dayanan herhangi bir mekanizma ile oluşturulurlar. Ses dalgaları boşlukta (vakumlu ortamda) yayılmaz. Ses dalgaları katı ve sıvı ortamlarda, havadakinden daha hızlı ve daha az enerji kaybederek yayılır. Sesin şiddeti, dalganın yayılma doğrultusuna dik bir birim yüzeyden geçen güçtür. Yani, bir saniyede birim yüzeyden geçen enerji akış miktarıdır. watt Ses şiddeti birimi (SI) dir. 2 m İnsan kulağı, 20 Hz ile Hz frekanslı dalgaları duyabilir Hz den yüksek frekanslı dalgalara ultrasonik (ses ötesi) dalgalar denir. 20 Hz den düşük frekanslı dalgalara sesaltı (infrasonik) dalgalar denir. Deprem dalgaları sesaltı dalgalara örnektir. Aynı genlikli ses dalgalarının şiddetleri eşittir. Radyonun sesini kıstıkça sesin şiddetinin azalması, genliğinin azaldığını gösterir. Sesin şiddetinin birimi desibel (db) dir. İşitilen en hafif ses 0 db dir. Bu değere işitme eşiği denir. 60 db den fazla sesler şiddetlidir. Sesin Frekansı (yüksekliği) Sesi oluşturan kaynağın bir saniyedeki titreşim sayısına frekansı denir. Sesin yüksekliği frekans ile doğru orantılıdır. İnsan Düşük Genlikli Ses Yüksek Genlikli Ses Alçak Frekans Sesin Hızı: 0 deki hava ortamında 331 m/s, 20 deki hava ortamında 344 m/s, 0 deki helyum gazı içinde 972 m/s, 25 deki suyun içinde 1493 m/s, Deniz suyunda 1533 m/s, Alüminyumda 5100 m/s. Ortamın sıcaklığı arttıkça sesin hızı artar. Sesin Şiddeti (Gürlüğü): Sesin zayıf ya da kuvvetli olmasına şiddet denir. Sesin, genliği büyükse ses şiddetli, genliği küçük ise ses zayıf duyulur. Arı Frekans birimi Herts (Hz) dir. Frekans sadece kaynağa bağlıdır. Üretilen sesin frekansı ortam değişsede değişmez. Yüksek frekanslı ses, ince (tiz) Düşük frekanslı ses kalın (bas) tır. Yüksek Frekans Arının kanat çırpma frekansı, motorun frekansından büyük olduğu için, arı sesi incedir. İnce sesleri kalın seslerden ayıran özellik sesin frekansıdır S I N I F 191 K A R A F İ Z İ K

2 Sesin Tınısı Aynı şiddet ve frekanstaki sesleri ayırt etmemizi sağlar. Müzik aletlerinin çıkardığı sesin hangi müzik aletine ait olduğunu tınısı sayesinde ayırt ederiz. Sesin Yankısı Ses dalgalarının pürüzsüz sert bir yüzeye çarpıp geri dönmesi olayına yankı denir. Yankı olayı sesin net duyulmasını engeller. Sinema, tiyatro gibi mekanlarda yankı olayı engellenir. Buna akustik denir. Rezonans (Çınlanım) Bir ses kaynağından yayılan ses, başka maddeleri de titreştirir. Bu olaya rezonans denir. Çalgı aletleri Saz, gitar gibi telli çalgılarda tellerin kalınlıkları, uzunlukları değiştikçe frekansları da değişir. Telin kalınlığı arttıkça frekans azalır, ses kalınlaşır. Telin boyu kısaldıkça frekans artar, ses incelir, telin boyu uzadıkça frekans azalır ses kalınlaşır. Flüt gibi üflemeli aletlerde havanın titreşmesi eli farklı sesler çıkar. Flütün bütün delikleri kapatılıp üflenirse kalın ses, delikleri açılıp üflenirse ince ses çıkar. Bütün delikler kapatılıp hava üflendiğinde, delikler alttan itibaren açıldığında sesin frekansı artar, ses incelir. Özdeş iki diyapozan dan birine tokmakla vurduğunuzda, yanındaki diyapozanda titreşir. Bu etkileşim olayı rezonans olayıdır. Davul gibi vurmalı çalgılarda davula gerilen derinin gerginliği artarsa çıkardığı sesin frekansı artar. Derinin yüzeyi büyürse ses kalınlaşır. (Frekans azalır.) Diyapazon U biçimindeki metale vurulduğun da belirli frekanslarda ses çıkaran araçtır. Diyapazonların büyüklüğü azaldıkça çıkardığı sesin frekansı artar. Su Su K L M Özdeş şişelerden K boş, L de biraz su varken, M de daha fazla su vardır. Şişelere vurduğumuzda, K şişesinden ince ses, L şişesinden kalın ses M şişesinden daha kalın ses çıkar. Şişe içindeki su kütlesi arttıkça ses kalınlaşır, frekansı azalır. Şekle göre şişelerin frekansları arasındaki ilişki 120 Hz 200 Hz 340 Hz f K> f L> f M dir. KARA FİZ İK S I N I F

3 Yay Dalgaları Boyuna dalgalardır. Bir yayda enine ve boyuna dalgalar oluşturulabilmektedir. Yayılması için ortam gerektiği için mekanik dalgadır. Su Dalgaları Su dalgaları ortamda enine ve boyuna olarak ilerleyebilmektedir. Su dalgaları su yüzeyinde hareket ederler ve dairesel olarak ta yayılırlar. Su dalgaları hareket doğrultusuna hem paralel hem de diktir. Yayılması için ortam gerektiği için mekanik dalgalardır. DEPREM DALGASI Yurdumuzda depreme neden olan birçok fay hattı b ulunmaktadır. Depremler, yeryüzünden yaklaşık 12 km derinlikte, yerkabuğunun elastik kumsunda meydana gelmektedirler. Boyuna ilerleyen yay dalgası Enine ilerleyen yay dalgası Katı kayalar içinde, sıvıda ve havada ilerleyebilir. S Dalgası: S dalgaları katı kaya kütleleri içinde ilerleyebilir. Yıkım etkisi yüksektir. Tanecik hareketleri yayılma doğrultusuna dik ya da çaprazdır. P ve S dalgaları yerkabuğu içinde meydana geldiği için bu dalgalara cisim dalgaları denir. Yüzey dalgaları; Love dalgası ve Rayleigh dalgası olarak ikiye ayrılır. Love Dalgası: Yeri yatay düzlemde hareket ettirir. Rayleigh Dalgası: Deniz üzerinde ilerleyen dalga gibi, yer üzerinde yuvarlanarak ilerlerler. Deprem anında en fazla hissedilen dalgadır. Sebebi büyük genlilikli olmasıdır. Dalgaların Sınıflandırılması Titreşim Doğrultusuna Göre Enine Dalgalar Boyuna Dalgalar Yerkabuğunun içinde kırılmalar ile açığa çıkan enerjinin dalgalar halinde yayılırken oluşan sarsıntıya DEPREM denir. Işık Su dalgası Yay dalgası Deprem dalgası Elektromanyetik Ses dalgası Yay dalgası Su dalgası Deprem Dalgası Deprem Dalgaları: Cisim dalgaları ve yüzey dalgaları olarak ikiye ayrılırlar. L Taşıdığı Enerjiye Göre Cisim dalgaları: a) P dalgası b) S dalgası P Dalgası: P dalgası öncül dalga demektir. Yıkım etkisi düşüktür. Mekanik Dalgalar Su dalgası Yay dalgası Deprem dalgası Ses dalgası Elektromanyetik Dalgalar Radyo dalgası Mikrodalga Kızılötesi Görünür ışık Morötesi X - ışını Gama () ışını 1 0. S I N I F KARA FİZ İK 193

4 TEST Telefonda konuşurken konuştuğumuz kişiyi sesinden tanıyabilmemiz sesin hangi özelliği sayesinde olur? A) Genliği B) Frekansı C) Tınısı D) Şiddeti E) Dalga boyu 4. I. Su dalgaları hem boyuna, hem de enine dalgalardır. II. Yay dalgası hem enine, hem de boyuna ilerleyebilmektedir. III. Ses boyuna dalgadır. A) Yalnız I B) I ve II C) I ve III 2. I. Yayılması için bir ortam gereklidir. II. Mekanik dalgalardır. III. Enine dalgalardır. Yukarıdakilerden hangisi ses dalgasının özelliklerindendir? A) Yalnız I B) yalnız II C) I ve II 5. I. Yay dalgası mekanik dalgadır. II. Su dalgası mekanik dalgadır. III. Ses dalgası mekanik dalgadır. Yukarıdaki ifadelerden hangisi doğrudur? A) Yalnız I B) I ve II C) I ve III 3. I. Ses dalgası havadan suya geçtiğinde frekansı azalır. II. Sesin hızı katılarda havaya göre daha büyüktür. III. Sesin frekansı arttıkça ses incelir. Ses ile ilgili olarak yukarıdaki bilgilerden hangileri doğrudur? 6. Arı, kedi ve insan birer ses kaynağıdır. Arının sesi, kedinin sesinden ince, kedinin sesi de insan sesinden incedir. Arının, kedinin ve insanın frekansları f a, f k, f i arasındaki ilişki nedir? A) Yalnız II B) I ve II C) I ve III A) f a = f k = f i B) f a> f k> f i C) f i> f k> f a D) f a> f k = f i E) f i> f k = f a KARA FİZ İK S I N I F

5 7. İki nokta arasına gerilmiş tel ile ilgili olarak; I. Tel inceldikçe frekansı artar. II. Telin boyu kısaldıkça frekansı azalır. III. Telin gerginliği arttıkça frekansı artar. A) Yalnız I B) Yalnız II C) I ve II D) I ve III E) II ve III 11. I. Su dalgası II. Sismik S dalgası III. Yay dalgası Yukarıdaki dalgalardan hangileri hem enine hem de boyuna dalga özelliğini içinde barındırır? A) Yalnız I B) Yalnız II C) Yalnız III D) I ve III E) II ve III 8. Yanyana duran iki diyapazondan birine tokmakla vurulduğunda yanındaki diyapazonunda titreşmesi hangi olayla açıklanır? A) Rezonans B) Genlik C) Şiddet D) Dalga boyu E) Yankı 12. I. Işık dalgası II. Ses dalgası III. Sismik P dalgası Yukarıdaki dalgalardan hangileri sadece boyuna dalgadır? A) Yalnız II B) II ve III C) I ve III D) I ve II E) I, II ve III 9. I. Ses dalgası boyuna ve mekanik dalgadır. II. Yay dalgası hem enine, hem de boyuna dalgadır ve mekanik dalgadır. III. Deprem dalgası olan P dalgası boyuna dalgadır ve mekanik dalgadır. 13. A) Yalnız I B) I ve II C) I ve III Su Su Boş K L M 10. Evde televizyon seyrederken, televizyonun sesini yükselttikçe daha şiddetli duyarız. Bu olayda ses dalgasının hangi özelliği artar? İçinde su bulunan K ve L şişeleri ile boş M şişesi şekildeki gibi yanyana konuluyor. Şişelere sırayla vurulduğunda, şişelerden çıkan seslerin yükseklikleri (frekansları) arasındaki ilişki nedir? A) Frekansı B) Genliği C) Periyodu D) Dalga boyu E) Hızı A) f K> f L> f M B) f K = f L = f M C) f M> f L> f K D) f L> f K = f M E) f M> f K = f L 1 0. S I N I F KARA FİZ İK 195

6 14. Aynı boyda, K farklı kalınlıklı K, L, M telleri iki nokta arasına eşit kuvvetlerle şekildeki L M Çok Kalın Kalın gibi geriliyor. Teller aynı İnce kuvvetle çekilip bırakılırsa tellerin çıkardığı seslerin frekansları f K, f L, f M arasındaki ilişki nedir? A) f K = f L = f M B) f L> f K = f M C) f K> f L> f M D) f M> f L> f K E) f L> f M = f K 16. Aynı ortamda K ve L kaynaklarından yayılan ses dal- K galarının görünümü şekildeki gibidir. L Ses dalgaları ile ilgili olarak; I. Frekansları eşittir. II. Yayılma hızları eşittir. III. Genlikleri eşittir. (Bölmeleri eşit aralıklı) A) Yalnız I B) Yalnız II C) I ve II D) I ve III E) II ve III dalgalar ile ilgili olarak; I. Ses boşlukta yayılmaz. II. P Dalgaları katı, sıvı, gaz ortamlarında ilerleyebilirler. III. Deprem kaydeden cihazlara ilk ulaşan dalga sismik P dalgasıdır. l K A) Yalnız I B) I ve II C) I ve III 2l L 3l M Türteş bir telden l, 2l, 3l boyunda kesilip, eşit kuvvetle gerilip iki nokta arasına şekildeki gibi bağlanıyor. Teller titreştirildiğinde tellerin frekansları arasındaki ilişki nedir? 18. Dalgalarla ilgili olarak; I. Elektromanyetik dalgalar boşlukta yayılırlar. II. Ses ve sismik P dalgaları boyuna dalgalardır. III. Elektromanyetik dalgalar enine dalgalardır. A) Yalnız II B) I ve II C) I ve III A) f K = f L = f M B) f K> f L> f M C) f M> f L> f K D) f L> f K> f M E) f M = f L> f M 1.B 2.C 3.D 4.E 5.E 6.B 7.D 8.A 9.E 10.B 11.D 12.B 13.C 14.D 15.B 16.E 17.E 18.E KARA FİZ İK S I N I F

7 TEST - 2 4) 1) Aşağıdaki ifadelerden hangileri doğrudur? K. Ses dalgası mekanik bir dalgadır. L. Ses dalgası boyuna bir dalgadır. M. Deprem dalgası mekanik bir dalgadır. Basit Sarkaç Yaylı Sarkaç A) Yalnız K B) K ve L C) L ve M D) K ve M E) K, L ve M I. Yaylı sarkaç titreşim hareketi yapar. II. Basit sarkaç titreşim hareketi yapar. III. Titreşimin dalga hareketine dönüşmesi için ortam tarafından iletilmesi gerekir. A) I, II ve III B) I ve II C) Yalnız III D) II ve III E) Yalnız I 2) Aşağıdaki ifadelerden hangileri doğrudur? I. S Dalgası yalnızca katı kütleler içinde ilerleyebilir. II. Işık, elektromanyetik dalgadır. III. Elektromanyetik dalgalar enine dalgadır. IV. Yay dalgası mekanik bir dalgadır. A) I ve III B) II ve IV C) I, II ve III D) I, III ve IV E) I, II, III ve IV 5) Bir P kaynağı 2 sa- 8 cm niye aralıklarla dalga P üretiyor. Dalganın yayılma hızı kaç cm/s dir? A) 16 B) 12 C) 6 D) 8 E) 2 6) I. Telsiz, cep telefonu, radyo gibi araçların çalışmasında elektromanyetik dalgalar kullanılır. 3) 9,9 megahertz (MHz) frekansı ile yayın yapan FM radyosunun kullandığı dalgaların dalga boyu kaç metredir? (c= m/s, 1 MHz= 10 6 Hz) II. Elektromanyetik dalgalar, dalga boyu frekans ve hıza sahiptirler. III. Elektromanyetik dalgalar yüklerin ivmeli hareketinden oluşur A) 33 B) C) D) 3 3 3, 3 E) 3 1 A) I, II ve III B) II ve III C) I ve II D) Yalnız I E) Yalnız II 1 0. S I N I F KARA FİZ İK 197

8 7) Aşağıdakilerden hangileri yanlıştır? F. Dalga boyu birimi metredir. G. Frekans birimi hertzdir. H. Frekans birimi saniyedir. A) Yalnız F B) Yalnız G C) Yalnız H D) F ve G E) F ve H 10) Dalgalarla ilgili olarak; I. Enerji taşırlar. II. Dalganın bir periyotluk sürede aldığı yola bir dalga boyu denir. III. Dalga hareketi, titreşim hareketi ile parçacıkların enerjilerini birbirine aktarması sonucu oluşur. A) I ve III B) I ve II C) I, II ve III D) II ve III E) Yalnız III 8) a Yukarıdaki sabit periyotlu dalga ile ilgili olarak; I. Genliği a dır. II. Dalga boyu dır. III. Dalga boyu ile frekans doğru orantılıdır. İfadelerinden hangileri doğrudur? A) Yalnız II B) I ve III C) II ve III D) I ve II E) I, II ve III 11) I. Bir noktadan ardı ardına iki tepe veya iki çukur geçmesi için geçen süreye periyot denir. II. Bir noktadan bir saniyede geçen tam dalga sayısına frekans denir. III. Ardışık iki tepe noktası ya da ardışık iki çukur noktası arasındaki uzaklığa dalganın genliği denir. A) Yalnız II B) I ve II C) I ve III 9) K 12) Ses dalgası ile ilgili olarak; I. Boşlukta yayılmazlar. II. Boyuna bir dalgadır. III. En iyi katılarda yayılırlar. IV. Ortamın sıcaklığı yayılma hızını etkiler. Bir K dalga kaynağı periyodik olarak 40 saniyede 200 dalga üretiyor. Dalganın yayılma hızı 15 cm/s olduğuna göre dalga boyu kaç cm dir? A) I, II ve III B) I, II, III ve IV C) II, III ve IV D) II ve IV E) I, III ve IV A) 6 B) 3 C) 2 D) 2 1 E) E 2.E 3.A 4.A 5.E 6A 7.C 8.D 9.B 10.C 11.B 12.B KARA FİZ İK S I N I F