Doğrusal Su Dalgalarının Yansıması

Denizde ya da havuzda oluşan dalgaları gözlemişsinizdir. Su dalgalarının özelliklerini nasıl inceleyebiliriz? Su dalgası için dalga hareketinin temel değişkenlerini nasıl belirleyebiliriz? Bunun için laboratuvara gidiyoruz ve dalga leğeni adını verdiğimiz bir aracı kullanıyoruz.

Dalga leğeni nedir?

Aşağıdaki resimde bir dalga leğeni görülüyor. Bu aslında gerçekten içine su doldurduğumuz bir leğen. Dört ayağı var, içine su koyduğumuz dörtgen bir leğeni var. Resimde görünmüyor ama bir de leğenin tepesine bir ışık kaynağı yerleştiriyoruz. Böylece oluşturduğumuz dalgaları leğenin altında gözleyebiliyoruz. Işık, oluşan su dalgalarının tepesine çarpıyor, bu kısımlar ince kenarlı mercek görevi görüyor ve ışığı leğenin altında topluyor. Masanın yüzeyinde görünen beyaz bölgeler dalga tepeleri, daha koyu görünen gölgeler ise dalga çukurları. Su dalgalarını incelemeyi bu görüntüler çok kolaylaştırır. Suyun yüzeyiyle değil suyun altındaki görüntüsüyle çalışmak dalgaları görmeyi zahmetsiz hale getirir.

Bu resimde dairesel dalgalar oluşturan bir dalga kaynağımız var. Bu kaynak bir elektrik motoruna bağlanmış bir boncuktan ibaret. Suya dokunup çıkıyor. Elektrik motorunun dönme devrini kontrol ederek, oluşturulan su dalgalarının frekansını kontrol edebiliyoruz.

Doğrusal ve dairesel su dalgaları

Doğrusal su dalgaları ard arda ve birbirine paralel ilerleyen dalgalardır. Bir dalga leğeninde doğrusal su dalgaları bir cetvelle suyun yüzeyine dokunularak oluşturulabilir. Doğrusal su dalgaları dalga kaynağına dik doğrultuda ilerler. Aşağıdaki resimde dalga leğeninde oluşturulan doğrusal su dalgaları gösteriliyor. Bu dalgalar sağdan sola doğru ilerliyor.

Aşağıdaki videoda doğrusal su dalgaları bu görülüyor. Video kısa mutlaka izleyin derim.

Dairesel su dalgaları ise iç içe halkalar şeklinde yayılan su dalgalarıdır. Bir dalga leğeninde dairesel su dalgaları bir kurşun kalemle veya parmağınızın ucuyla suyun yüzeyine dokunularak oluşturulabilir. Dairesel su dalgaları yarıçap doğrultusunda yani dalga kaynağının çevresinde her yönde ilerler. Aşapıdaki resimde dairesel su dalgaları görülüyor. Dalgalar kaynaktan (merkezdeki çemberden) dışarı doğru her yöne halka şeklinde yayılıyor.

Aşağıdaki videoda dairesel su dalgaları görülüyor. Bu videoyu da mutlaka izleyin, bu da kısa.

Su dalgalarına yüzey dalgası denir. Çünkü suyun yüzeyinde meydana gelen dalgalar suyun derinlerine inildikçe hissedilmez. Örneğin, deniz yüzeyinin bir kaç metre altına inen bir dalgıç yüzeydeki dalgaları hissetmez.

Su dalgalarında yansıma

Yay dalgalarının nasıl yansıdıklarını incelemiştik. Şimdi su dalgalarının nasıl yansıdıklarını inceleyelim.

Doğrusal Su Dalgalarının Düzlemsel Engellerden Yansıması

Aşağıdaki videoda doğrusal su dalgalarının, dalgaların ilerleme yönüne (normale) dik olarak yerleştirilmiş düzlemsel bir engelden nasıl yansıdığı bir dalga leğeni deneyiyle gösteriliyor. Bu videoyu izlemelisiniz.

Düzlemsel engele, normal doğrultusunda gelen doğrusal su dalgaları yine normal doğrultusunda geri yansır. Aşağıdaki resimde doğrusal bir su dalgası gösteriliyor. Dalganın sol ucunda A, ortasında B, sağ ucunda C noktası seçiyoruz. Bu noktaların tamamı aynı anda düzemsel engele dik olarak çarpıp dik olarak yansıyor.

Aşağıdaki videoda ise normalle bir açı yaparak gelen su dalgalarının düzlemsel bir engelden nasıl yansıdığı görülüyor.

Normal ile belli bir açı yaparak düzlemsel yüzeye gelen doğrusal su dalgaları, normale gelme açısına eşit yansıma açısıyla yansır.

Gelme açısı (i) = Yansıma açısı (r)

Aşağıdaki resimde doğrusal bir su dalgası açılı bir doğrusal engele doğru geliyor. Önce sol ucu yani A noktası engele çarpıp yansıyor, sonra ortası B noktası, en son da sağ ucu C noktası engele çarpıp yansıyor. Bu noktaların hepsi gelirken normalle (yüzeye dik çizdiğimiz doğru ile) yaptıkları açı yansırken normalle yaptıkları açı eşit olacak şekilde yansıyor. Bu kanunun ışığın yansımasında da geçerli olduğunu öğreneceksiniz. Daha sonra da düzlem aynada görüntü oluşumunu su dalgalarının düz engelden yansımasıyla kıyaslayacağız.

Doğrusal Su Dalgalarının Parabolik Engellerden Yansıması

Aşağıdaki videoda çukur bir yüzeye gelen doğrusal su dalgalarının nasıl yansıdığı görülüyor.

Çukur bir yüzeye gelen doğrusal su dalgaları yüzeyden yansıdıktan sonra bir noktada toplanır. Bu noktaya yansıtıcı yüzeyin odak noktası denir. Aşağıdaki resimde çukur engelden yansıyan doğrusal su dalgaları görülüyor. Küresel aynalarda odak noktasıyla tekrar karşılaşacağız. Daha sonra dalgaların çukur engelden yansımasını ışığın çukur aynadan yansımasıyla karşılaştıracağız.

Aşağıdaki videoda da tümsek bir yüzeye gelen doğrusal su dalgalarının nasıl yansıdığı görülüyor.

Tümsek bir yüzeye gelen doğrusal su dalgaları engelin arkasında, engelin odak noktasında bir kaynaktan geliyormuş gibi yansır. Aşağıdaki resimde tümsek bir engele gelen doğrusal su dalgalarının yansıması görülüyor. Bu fiziksel olay ışığın tümsek aynalardan yansımasıyla da yakından ilişkili.

Dairesel Su Dalgalarının Düzlemsel Engellerden Yansıması

Aşağıdaki videoda dairesel su dalgalarının düzlemsel bir engelden nasıl yansıdığı görülüyor.

Dairesel su dalgaları düzlemsel bir engel ile karşılaştığında sanki engelin arkasındaki bir noktadan geliyormuş gibi dairesel olarak yansır. Yansıyan dalgaların merkezinin engele uzaklığı ile gelen dalgaların merkezinin engele uzaklığına eşittir.

Dairesel Su Dalgalarının Parabolik Engellerden Yansıması

Aşağıdaki videoda dairesel su dalgalarının parabolik bir engelin odağına yerleştirildiğinde nasıl yansıdığı gösteriliyor.

Odak noktasındaki bir kaynaktan çukur şeklindeki engele gelen dairesel su dalgaları doğrusal dalgalar şeklinde yansır.

Bu da eski ama çok önemli bir video. Bunu da izleyin derim.

Su dalgaları ile ilgili kazanımlar

Dalgaların ilerleme yönü, dalga tepesi ve dalga çukuru kavramlarını açıklar.

• Kavramlar doğrusal ve dairesel su dalgaları bağlamında ele alınır.

Doğrusal ve dairesel su dalgalarının yansıma hareketlerini analiz eder.

• Öğrencilerin deney yaparak veya simülasyonlar kullanarak su dalgalarının yansıma hareketlerini çizmeleri sağlanır.
• Doğrusal su dalgalarının doğrusal ve parabolik engellerden yansıması dikkate alınır.
• Dairesel su dalgalarının doğrusal engelden yansıması dikkate alınır, parabolik engelden yansımasında ise sadece merkezden gönderilen dalgalar dikkate alınır.

Fizik ayt konu anlatımı, Fizik tyt konu anlatımı , Fizik yks konu anlatımı… Merhaba arkadaşlar sizlere bu yazımızda Dalga Hareketi – Su Dalgası – Ses Dalgası hakkında bilgi vereceğiz. Yazımızı okuyarak bilgi edinebilirsiniz..

Dalga Hareketi

Bir hareketlinin ileri geri ya da bir yandan diğer yana düzenli aralıklarla yaptığı harekete dalga hareketi adı ve­rilir. Dalga hareketine titreşim hareketi de denilmektedir.

Dalga hareketi, enerjinin bir şeklinin bir ortamda nasıl ilerlediğini gösterir. Durgun bir su birikintisine bir taş attığımızda, taşın suya düştüğü noktadan dışarıya doğru daireler şeklinde bir hareketin yayıldığını görürüz. Bu hareket bir dalga hareketidir.

Bazı Temel Kavramlar

Genlik Nedir?

Dalgaların taşıdığı enerjinin büyüklüğünü gösteren özelliği genliğidir. Bir dalganın genliği ne kadar büyükse taşıdığı enerji de o kadar büyüktür. Genlik bir dalga tepesinin denge konumuna olan uzaklığı olarak ifade edilir.

Dalga Boyu Nedir?

Bir dalga üzerindeki aynı özelliğe sahip iki nokta arasındaki uzaklığa dalga boyu denir. Dalga boyu, Yunan alfabesindeki λsembolü ile gösterilir.

Periyot Nedir?

Dalga üzerindeki herhangi bir noktanın tam bir titreşim yapması için geçen süreye periyotdenir. Birimi SI birim sisteminde saniye (s)’dir ve T sembolü ile gösterilir.

Bir dalga kaynağının belirli aralıklarla titreşmesi sonucu esnek ortamda yayılan dalgalara periyodik dalgalar denir. Periyot, periyodik dalgalar üreten bir dalga kaynağından bir tam dalga oluşması için geçen süre olarak da tanımlanır.

Frekans Nedir?

Bir noktadan geçen dalga sayısına ya da bir kaynaktan bir saniyede oluşan dalga sayısına frekans denir. Frekans kaynağa bağlıdır, ortamın fiziksel özelliklerine bağlı değil­dir. SI birim sisteminde  birimi s^-1 dir ve bu birim Hertz (Hz) olarak da adlandırılır.

Dalganın İlerleme Hızı

Dalganın birim zamandaki yer değiştirmesine ilerleme hızı denir ve v sembolü ile gösterilir. SI birim sisteminde
birimi m/s’dir.

Dalganın yayılma hızı, yol = ilerleme hızı x zaman bağıntısında yol yerine dalga boyu (λ), ilerleme hızı yerine
(v)ve zaman yerine periyot (T) yazılırsa;

λ= v . T

Su Dalgası

Bir etki ile yüzeydeki su moleküllerin titreştirilmesi ve bu titreşim hareketinin yüzey boyunca molekülden moleküle aktarılması ile su dalgaları oluşur. Dalga kaynağının şekline göre su dalgaları dairesel ya da doğrusal olabilir.

Su dalgaları, dalga kaynağının geometrik şekline göre ikiye ayrılır:

Doğrusal su dalgaları: Doğrusal bir dalga kaynağının oluşturduğu dalgalardır.

Dairesel su dalgaları: Noktasal bir dalga kaynağının oluşturduğu dalgalardır. Dairesel su dalgalarının göz­lemlenebilmesi için su derinliğinin her yerde eşit olma­sı gerekir.

Su Dalgalarının Yansıma Hareketi

Doğrusal su dalgasının yansıma hareketini düz ve parabolik engelden yansıma olarak iki kısımda inceleyeceğiz:

 Doğrusal Engelden yansıma: Doğrusal bir su dalgasının yayılma doğrultusuna paralel yerleştirilen bir engelden yansıması engele
paralel doğrultudadır. Eğer engel dalganın yayılma doğrultusuna paralel değilse ışıkta olduğu gibi gelme açısı yansıma açısına eşit olacak şekilde geri yansır.

Doğrusal su dalgası, çukur bir engele çarparsa engelin şeklini alarak geri yansır, odak noktası adı verilen bir noktada toplanır ve dağılır.

Doğrusal su dalgası tümsek bir engele çarparsa engelin şeklini alarak geri yansırken engelin arkasında odak noktası adı verilen bir noktadan oluşturulmuş dairesel dalgalar gibi dağılır.

Dairesel su dalgalarının yansıması: Dairesel su dalgası, doğrusal bir engele çarparsa sanki engelin arkasındaki bir noktasal kaynaktan
geliyormuş gibi dairesel olarak yansır.

Dairesel su dalgası, çukur engelin merkezinde oluşturulmuş ise dalgalar çukur engele çarptıktan sonra
yine engelin merkezinde toplanır ve dağılır.

Su Dalgalarının Kırılma Hareketi

Su yüzeyinde ilerleyen bir su dalgasının hızının büyük­lüğü suyun derinliğine bağlıdır. Bu nedenle farklı derin­liklere sahip su ortamı, dalgaların yayılmasında derin ve sığ ortam olmak üzere iki farklı ortam olarak düşünülebi­lir.

Böyle bir su ortamında su dalgalarının hız ve doğrul­tularında meydana gelen değişikliğe dalgaların kırılmasıadı verilir.

Derin ortamdan sığ ortama geçen su dalgasının dalga boyu ve hızı azalır. Sığ ortamdan derin ortama geçen su dalgasının ise dalga boyu ve hızı artar. Ortamlar arası ge­çişlerde dalganın frekansı değişmez.

Ses Dalgası

Temel Kavramlar

Ses mekanik bir dalgadır. Bir kaynağın titreşmesi sonucu oluşan ses dalgalarının yayılması için ortama ihtiyaç vardır.

Farklı ses kaynaklarından seslerin farklı duyulması sesin yüksekliği ile ilgilidir. Kalın sesi ince sesten ayıran özelliğe sesin yüksekliğidenir.

Kulağa gelen sesin zayıf ya da kuvvetli olması sesin şiddeti ile ilgilidir. Sesin şiddetine gürlük adı verilir.

Aynı frekansa sahip ses dalgalarının farklı kaynaklardan farklı duyulması sesin tınısı ile ilgili bir kavramdımonash.pwı frekansta ses üreten iki kaynaktan biri titreştirildiğinde diğeri de bundan etkilenerek titreşir. Bu olaya rezonans adı verilir.

Ses dalgalarının 17 m’den daha uzak bir yüzeye çarpıp yansıyarak tekrar duyulması olayına yankı denir.

Sesin Oluşumu ve Yayılması

&#;Ses, dalgalar halinde yayılan bir enerji türüdür.
&#;Sesin oluşması için mutlaka enerji verilerek bir cismin titreşmesi gerekir.
&#;Konuştuğumuzda çıkan ses, ses tellerimizin titreşmesi ile oluşur.
&#;Gitar gibi telli müzik aletlerinde tellerin titreşmesi ile, davul gibi vurmalı aletlerde davul yüzeyinin titreşmesi ile ses dalgaları oluşur.
&#;Ses dalgaları boyuna dalgalardır.
&#;Ses dalgaları mekanik dalgalardır. Yayılmaları için maddesel ortama gerek vardır.
&#;Ses dalgaları, boşlukta yayılamaz.
&#;Fanus içindeki hava boşaltıldığında, fanus içine yerleştirilmiş saatin zil sesi işitilemez.
&#;Ses dalgaları, katı ve sıvı maddelerde de yayılabilir.
&#;Gergin bir gitar teli titreştirildiğinde, tel sağa-sola hareket eder. Telin bu titreşimleri, hava moleküllerinin de sıkışıp gevşemesine neden olur.

Ses Dalgalarının Kullanım Alanları

Ses dalgaları tıpta, denizcilikte, sanatta ve coğrafya alanlarında kullanılır.