Okunma: 450 kez
Dalgalar genel olarak, mekanik ve elektromanyetik dalgalar olmak üzere iki ana gruba ayrılır. Elektromanyetik dalgalar, yayılmak için bir ortama ihtiyaç duymazlar ve boşlukta da yayılabirler. Mekanik dalgalar ise, enerjilerini aktarabilmek için ortam taneciklerine ihtiyaç duyarlar. Bu yüzden boşlukta (örneğin uzayda) yayılamazlar. Ses dalgaları da mekanik dalgalar olduklarından yayılmak için maddesel bir ortama ihtiyaç duyarlar.

Ses, nesnelerin titreşiminden meydana gelen ve uygun bir ortam
içerisinde (hava, su vb.) bir yerden başka bir yere, sıkışma
(compressions) ve genleşmeler (rarefactions) şeklinde ilerleyen bir
dalgadır. Dolayısıyla ses, bir basınç dalgasıdır.

1960 tarihli bu fotoğrafta, özel bir ses merceği ve özel bir
görüntüleme yöntemi kullanılarak, sol tarafta görülen kornadan çıkan
ses dalgalarının görüntüsü elde edilebilmiştir (Bell Telephone
Laboratory).
Şimdi, ses dalgalarının genel özelliklerini kısa başlıklar altında inceleyelim:
Frekans (sıklık): Bir dalganın frekansı, dalganın hava
veya başka bir ortam içinden geçerken ortamdaki partiküllerin ne
sıklıkta titreştiğine bağlıdır. Frekans ileri geri titreşimlerin zamana
bağlı olarak ölçülmesi ile hesaplanır. Saniyedeki titreşim sayısı özel
olarak Hertz birimi ile ifade edilir (1 Hertz = 1 döngü/saniye).
Yüksek frekans değerleri için Hertz’in bin katı olan ‘kilohertz’
(kHz) birimi kullanılır. İnsan kulağının duyabildiği sesler 20 ile
20000 Hz (20kHz) arasında frekansa sahip olabilir. Eğer bir frekans 20
Hz’in altında ise bu tür titreşimlere ‘ses altı’ titreşimler, frekans
20 kHz’ in üzerinde ise bunlara da ‘ses üstü’ titreşimler denilmektedir.
Genlik (amplitüd): Genlik, ses dalgalarının dikey
büyüklüğünün bir ölçüsüdür. Ses dalgalarını oluşturan sıkışma ve
genleşmeler arasındaki fark, dalgaların genliğini belirler.
Ses dalgaları havada veya başka bir ortamda titreşen objeler tarfından
üretilir. Örneğin titreştirilen bir gitar teli, yaptığı periyodik
salınım hareketi ile, hava moleküllerinin belli bir frekansta
sıkışmasını ve genleşmesini sağlar. Bu şekilde teldeki enerji havaya
iletilmiş olur. Enerjinin miktarı, teldeki titreşim genliğine bağlıdır.
Eğer tele fazla enerji yüklenirse, tel daha büyük bir genlikle
titreşir. Teldeki titreşim genliği ne kadar fazla ise ortam tanecikleri
(örneğin hava molekülleri) tarafından taşınan enerji de o kadar
fazladır. Enerji ne kadar fazla ise sesin şiddeti de o kadar büyük
olacaktır. Bu ifadeler, titreşen tüm cisimler için geçerlidir.
Dalga boyu: Bir dalganın ardışık iki tepe veya iki
çukur noktası arasındaki mesafe bize dalga boyunu verir. Dalga boyu l
(lambda) ile gösterilir.

Ton: Müzikte, diatonik (doğal major) gamda bir ‘tam
aralık’ olarak tanımlanan ton, belli bir frekansta ve perdede üretilen
saf ses anlamında kullanılır. Örneğin bir ses çatalı (diyapozon)
titreştirildiğinde ortaya çıkan 440 Hz frekansındaki ‘Do (C)’ notası,
saf bir tondur. Saf tonlar doğal ortamda fazla karşılaşılmayan ve
genellikle müzik aletleri veya ses üreteçleri aracılığıyla üretilen
seslerdir. Yüksek frekanslı (yüksek perdeden) sesler tiz, düşük
frekanslı (düşük perdeden) sesler pes (bas) olarak algılanır.
Tını: Sesin ‘rengini’ ifade eden bir terimdir. Aynı
oktavda, aynı notayı (tonu) aynı yoğunlukta ve aynı uzunlukta çalan bir
kemanla bir flüt arasındakı temel fark, ‘tını farkı’dır. Enstrümanları
oluşturan bileşenlerin doğal frekanslarındaki farklılıklar, sonuçta
oluşan sesin farklı bir tınıda olmasını sağlar. Bu sayede, farklı müzik
aletlerinden çıkan özdeş notaları kolaylıkla ayırdedebiliriz. Tını,
sesin harmonik (doğuşkan) yapısına bağlı olarak değişir.
Sesin Şiddeti ve Desibel Ölçeği: Şiddet, ses dalgalarının
taşıdıkları enerjiye bağlı olarak birim alan uyguladıkları kuvvettir.
Birimi genellikle ‘metrekare başına Watt’ (W/m2) olarak ifade edilir.
Sesin şiddeti, ses kaynağına olan uzaklığın karesi ile ters orantılıdır.
Desibel (dB): İnsan kulağı çok düşük ve çok yüksek
şiddette sesleri duyabilme yeteneğine sahiptir. İnsan kulağının
algılayabileceği en düşük ses şiddeti, ‘eşik şiddet’ olarak bilinir.
Kulağa zarar vermeden işitilebilen en yüksek sesin şiddeti ise, eşik
şiddetinin yaklaşık 1 milyon katı kadardır. İnsan kulağının şiddet algı
aralığı bu kadar geniş olduğundan, şiddet ölçümü için kullanılan ölçek
de 10′un katları, yani logaritmik olarak düzenlenmiştir. Biz buna
‘desibel ölçeği’ adını vermekteyiz. Sıfır desibel mutlak sessizliği
değil; işitilemeyecek kadar düşük ses şiddetini (ortlama 1.10-12 W/m2)
gösterir.
Desibel, bir oranı veya göreceli bir değeri gösterir ve ‘bel’
biriminin 10 katıdır. Alexander Graham Bell’ in anısına bel adı verilen
birim, iki farklı büyüklüğün oranının logaritması olarak
tanımlanmaktadır. Yani ‘1 bel’, birbirlerine oranları 10 olan iki
büyüklüğü göstermektedir (örneğin 200/20). Bu oranın çok büyük
olmasından dolayı ”Desibel” adı verilen ve oranların logaritmasının 10
katı olarak tanımlanan birim daha yaygın olarak kullanılmaktadır. Bu
sayılardan biri bilinen bir sayı olarak alındığından, Desibel; söz
konusu bir büyüklüğün (Pi) referans büyüklüğe (Pref) oranının
logaritmasının 10 katıdır (dB=10.log [Pi/Pref]).
dBA ise insan kulağının en çok hassas olduğu orta ve yüksek
frekansların özellikle vurgulandığı bir ses değerlendirmesi birimidir.
Gürültü azaltması veya kontrolünde çok kullanılan dBA birimi, ses
yüksekliğinin sübjektif değerlendirmesi ile ilişkili bir kavramdır.
Eşik şiddetindeki ses ‘sıfır’ desibeldir ve 1.10-12 W/m2 değerine
eşdeğerdir. 10 kat daha şiddetli ses 1.10-11 W/m2; yani 10 dB iken, 100
kat daha şiddetli ses 20 dB’dir. Aşağıdaki tabloda, günlük hayatta
sıklıkla karşılatığımız bazı ses kaynakları ve bunların ürettiği
seslerin desibel olarak şiddetleri karşılaştrıma amacıyla verilmiştir.

Ses dalgaları enerjilerini 3 boyutlu ortamda taşırken, kaynaktan
uzaklaştıkça ses dalgalarının şiddeti azalır. Artan uzaklıkla birlikte
ses dalgalarının şiddetinin azalması ses dalgalarındaki enerjinin daha
geniş alanlara yayılmasından kaynaklanır. Ses dalgaları 2 boyutlu bir
ortamda dairesel olarak yayılır. Enerji korunduğu için enerjinin
yayıldığı alan arttıkça güç azalmalıdır. Şiddet ve uzaklık arasındaki
ilişki ters-kare ilişkisidir. Bu yüzden kaynağa olan uzaklık 2 katına
çıktığında şiddet ¼ ‘üne düşer. Benzer şekilde kaynağa olan uzaklık ¼
‘üne düştüğünde şiddet 16 katına çıkar. Uzaklık arttıkça sesin şiddeti,
uzaklığın karesi oranında azaltır. Aşağıdaki tabloda şiddet ve uzaklık
arasındaki ilişki gösterilmiştir:


Etiketler:
Bilimler
Fizik
Ses Dalgalarının Fiziksel Özellikleri
Sadece kayıtlı kullanıcılar yorum yazabilirler. Lütfen hesabınıza giriş yapınız veya kayıt olunuz. |