Ses hayatımızda önemli bir rol oynar. Duyu organlarımızdan biri olan kulak, etrafımızdaki dünyayı duymamızı sağlar. Bilgi paylaşmak, sanat yaratmak, insanlarla etkileşim kurmak, çalışma programlarını düzenlemek ve hayatın sayısız diğer birçok yönü için ses çok önemlidir.
Anlayalım:
Lastik bir bant alın ve kalem kutusunun uzun kenarına sarın. Kutu ile gerilmiş lastik arasına iki kalem sokun. Şimdi lastik bandı ortada bir yere çekin. Ne gözlemliyorsunuz?
Sıkıca gerilmiş bir bant çekildiğinde titreşir ve ses çıkarır . Titreşimi durduğunda ses çıkarmaz. Bir cismin ileri geri veya ileri geri hareketine titreşim denir.
İnsanlarda ses, gırtlak veya gırtlak tarafından üretilir . Parmaklarınızı boğazın üzerine koyun ve yutkunduğunuzda hareket ediyormuş gibi görünen sert bir yumru bulun. Vücudun bu kısmı ses kutusu olarak bilinir. İki ses teli, ses kutusu boyunca aralarında hava geçişi için dar bir yarık bırakacak şekilde gerilir. Akciğerler yarıktan havayı zorladığında, ses telleri titreşerek ses üretir. Ses tellerine bağlı kaslar, telleri sıkı veya gevşek hale getirebilir.
Erkeklerin, kadınların ve çocukların sesleri neden farklıdır?
Bunun nedeni, erkeklerde ses tellerinin yaklaşık 20 mm uzunluğunda olmasıdır. Kadınlarda bunlar yaklaşık 5 mm daha kısadır. Çocukların ses telleri çok kısadır.
Sesi kulağımızla işitiriz. Kulağın dış kısmının şekli huni gibidir. Ses kulaklarımıza girdiğinde, sonunda kulak zarı adı verilen ince ve sıkıca gerilmiş bir zar olan bir kanal boyunca ilerler . Ses titreşimleri kulak zarını titretir. Kulak zarı, beyne sinyal gönderen iç kulağa titreşimler gönderir ve bu şekilde duyarız.
Sesin yayılması için bir ortama ihtiyacı vardır. Boşlukta seyahat edemez. Atmosferin olmadığı uzayda veya ayda iki astronotun birbirini duyamamasının nedeni budur. Ses katılarda, sıvılarda ve gazlarda yayılabilir. Hızı katıda daha fazla, sıvıda daha az ve gazlarda daha da azdır. Örneğin sesin hızı demirde yaklaşık 5000 m/s, suda yaklaşık 1500 m/s ve havada yaklaşık 330 m/s'dir. Bu ne anlama geliyor? Bu, parçacıklar ne kadar yakınsa sesin o kadar hızlı yayılabileceği anlamına gelir.
Sesin bir ortamda nasıl yayıldığını görelim.
Bir hoparlörden müzik dinlediğinizi hayal edin. Hoparlörden gelen ses kulağınıza nasıl ulaşır? Ses, seyahat etmek için malzemeye ihtiyaç duyan bir enerji şeklidir. Ses, bir dalga veya hava parçacıklarının bozulması olarak yayılır. Müzik çalarken hoparlör titreşir. Müzik kapalıyken hava katmanları sabittir, ancak hoparlör açıkken titreşim bu hava katmanlarını bozar. Parçacıklar titreşen nesneden kulağa gitmez. Titreşen nesne ile temas halindeki ortamın bir parçacığı önce denge konumundan çıkarılır. Daha sonra bitişik parçacığa bir kuvvet uygular. Bunun bir sonucu olarak, bitişik parçacık dinlenme konumundan çıkar. Bitişik parçacığın yerini değiştirdikten sonra, ilk parçacık orijinal konumuna geri döner. Bu işlem ses kulağınıza gelene kadar ortamda devam eder. Sesin bir ortamda yayılması sırasında olan budur, dolayısıyla ses bir dalga olarak görselleştirilebilir.
Titreşen bir nesne ileri doğru hareket ettiğinde, önündeki havayı iter ve sıkıştırarak bir yüksek basınç bölgesi oluşturur. Bu bölge sıkıştırma (C) olarak adlandırılır. Bu sıkıştırma titreşen nesneden uzaklaşmaya başlar. Titreşen nesne geriye doğru hareket ettiğinde, seyrekleşme (R) adı verilen bir düşük basınç bölgesi oluşturur. Nesne hızla ileri geri hareket ettikçe, havada bir dizi sıkışma ve seyrelme oluşur. Bunlar ortam boyunca yayılan ses dalgasını oluşturur. Sıkıştırma, yüksek basınç bölgesidir ve seyrekleşme, düşük basınç bölgesidir. Basınç, belirli bir hacimdeki bir ortamdaki parçacıkların sayısı ile ilgilidir. Bir tam ileri ve geri hareket, birlikte bir dalga oluşturan bir sıkıştırma ve bir seyreltme oluşturur. Ortamın parçacıklarının sesin yayılma yönündeki ortalama konumları etrafında titreştiği bu dalgaya boyuna dalga denir.
Dalga ile ilgili bazı terimler:
1) Genlik: Bir ortamın parçacığının ortalama konumunun her iki tarafındaki maksimum yer değiştirmesine dalganın genliği denir. a harfi ile gösterilir ve SI birimi metredir.
2) Zaman periyodu: Ortamdaki bir parçacığın titreşimi tamamlaması için geçen süreye dalganın periyodu denir. T harfi ile gösterilir ve SI birimi ikincidir.
3) Frekans: Ortamdaki bir parçacığın bir saniyede yaptığı titreşim sayısına dalganın frekansı denir. f harfi ile gösterilir ve SI birimi saniye -1 veya hertz(Hz)'dir.
T Süresinde, dalga sayısı = 1, dolayısıyla 1 saniyedeki dalga sayısı veya frekans
\(f = \frac{1}{T}\)
4) Dalga boyu: Ortamdaki parçacığın bir titreşim periyodunda dalganın kat ettiği mesafeye dalga boyu denir ve λ sembolü ile gösterilir. SI birimi metredir. Boyuna bir dalgada, iki ardışık sıkıştırma veya iki ardışık seyrelme arasındaki mesafe bir dalga boyuna eşittir.
Saniyede yaklaşık 20 titreşimden (20 Hz) daha düşük frekanslardaki sesler insan kulağı tarafından algılanamaz. Bu tür seslere duyulamaz denir. Daha yüksek tarafta, saniyede yaklaşık 20.000 titreşimden (20 kHz) daha yüksek frekanslardaki sesler de insan kulağı tarafından işitilemez. Bu nedenle, insan kulağı için işitilebilir frekans aralığı kabaca 20 ila 20.000 Hz'dir. Köpekler gibi bazı hayvanlar, 20.000 Hz'den daha yüksek frekanslardaki sesleri duyabilir.
Kendi telli telefonumuzu oluşturalım.
Gerekli Malzemeler: 2 Kağıt Bardak, 2 ayak civarında ip parçası, kağıt bardaklarda delik açmak için çivi
1. Her kağıt bardağın altına küçük bir delik açmak için bir çivi kullanın
2. İpi kabın içinden çekin ve bir düğüm atın. Sesin daha uzağa gitmesine yardımcı olmak için uzun bir ip parçası kullanın
3. Bir kişi telefonu kulağına tutabilir ve diğer kişi diğer bardağa konuşabilir. İpi sıkı tutun yoksa ses dalgaları doğru şekilde hareket etmez.
O nasıl çalışır?
Sesler havada titreşim oluşturduğunda ses dalgaları oluşur. Bu aktivitede sesiniz bardağın içindeki havayı titreştirir ve bu hava daha sonra bardağın dibine aktarılır. Bardağın alt kısmı ses dalgalarını ipe ve bu şekilde diğer bardağa iletir.
