Dalgaların Temel Nicelikleri


Kategoriler: Fizik

Dalga hareketinde dalganın sahip olduğu bazı nicelikleri, bunların değiştirilmesinin ne gibi sonuçlar doğurduğunu bilmek dalgalar hakkında bize daha detaylı bilgi verir.



Periyot

Bir tam dalganın oluşması için geçen zamana periyot denir. T ile gösterilir. Birimi saniyedir. Periyot büyükse bir dalga geç, periyot küçükse bir dalga çabuk üretiliyor demektir. Örneğin Güneş’in doğuşu her zaman değil belli aralıklarla olur. Derse giren çocuklar 40 dakikalık periyotlarla ders yapar. Periyodun diğer ifadesi dalganın bir dalga boyu yol alması için geçen zamandır.

Frekans

Bir dalganın birim zamanda ürettiği dalga sayısına denir. f ile gösterilir. Birimi s-1 (Hertz) dir. Periyotla frekans birbirinin tersidir. Onun için periyotla frekansın çarpımı 1 e eşittir. T f. = 1 bağıntısı yazılır.



Bir zamanda titreşim sayısı arttıkça frekansı artacaktır. Bir arının kanatlarını yaptığı titreşim hareketi ile bir kartalın kanatlarının titreşimine baktığımızda arının birim zamanda kanat çırpması daha fazladır. Bir dalganın titreşim sayısı arttıkça dalgaları çabuk ürettiği demek olduğundan dalga boyu azalacaktır. Radyoda kanalları ayarlarken 100,2 MHz (megahertz) e getirince o frekansta yayın yapan yayını alabiliriz. Bu radyo istasyonunun yayın frekansıdır. Frekans birimlerinin katları megahertz ve kilohertz dir.

1 megahertz (MHz) = 103 kilohertz (kHz) = 106 hertz (Hz)

Uyarı: Bir dalganın periyot ve frekansı yalnız onu üreten kaynağa bağlıdır. Dalga ilerlerken ve ortam değiştirirken periyot ve frekansı değişmez. Kaynaktan çıktığı frekansla yoluna devam eder.



Şekildeki ortasından rahatça dönebilen kasnak sistemini döndürmeye başlayalım. Bu kasnakların frekans ve periyotları arasındaki ilişkiyi inceleyelim. X ve Y kasnakların yarıçapı r, 2r olsun. Kasnaklar dönmeye başladığında Y bir tur dönünce X kasnağı 2 tur döner. Bu sırada geçen zaman 1 saniye olsun.

Buna göre, X kasnağının bir turunu 1/2 saniyede, Y kasnağı ise 1 s de döner. Bu durum bize X kasnağının birim zamanda dönme sayısının (frekans) Y ninkinden büyük olduğunu anlatır. Bu durumda şöyle bir tablo yapabiliriz.

Tablodan anlaşılacağı gibi, periyot ve frekansın çarpımı 1 e eşittir. Bu durum bütün titreşim hareketinde geçerlidir. Yayın ucuna bağlanan cismin çekilip bırakılması, basit sarkacın salınımı, salıncağın salınımı buna örnek verilebilir. Bu hareketler titreşim hareketidir. Fakat bunlar bir dalga oluşturmaz.

Dalgaların Enerjisi

Kuvvet ve hareket ünitesinde bir cismi hareket ettirmek ve cisim üzerinde iş yapabilmek için kuvvet uygulanması gerektiğini öğrenmiştik. Dalga hareketi ortamdaki taneciklerin titreştirilmesiyle oluşan bir hareket olduğundan, o tanecikleri iş yapıp titreştiren bir kuvvet uygulanması gerekir.



Su yüzeyinde duran bir cismin dalga sayesinde aşağı yukarı hareket ettiği görülür. Dalgalar büyük gemileri sağa sola doğru sallar. Denizde oluşan dalgalar kıyıya vurduklarında kıyılarda tahribat meydana getirirler. Su dalgalarından ve gelgit olayının meydana getirdiği dalgalanmalardan elektrik enerjisi üretimi yapılabilmektedir. Bu olaylar su dalgasının bir enerjiye sahip olduğunu gösterir.

Gergin bir ip ya da esnek yayın ucunu aşağı yukarı hareket ettirmek için iş yapılır. Yapılan iş titreşim enerjisine dönüşerek ip ya da yayda ilerlemeye başlar.

Bir diyapozana vurulduğunda diyapozanun titreşmeye başladığı görülür. Bu titreşimi diyapozomu bir suya daldırdığımızda suyu titreştirdiğine bakarak anlayabiliriz. Titreşen bir diyapozama parmağımızı bastırdığımızda enerjinin parmağımızı da titreştirmeye başladığını hissederiz. Çok gürültülü ortamların geçici sağırlık meydana getirdiği bilinen bir olaydır. Bu olay ses dalgalarının da bir enerji taşıdığını gösterir.

Depremde dalgalanmaların sonucunda yerkabuğunda çatlamalar, insan yapımı eserlerin yıkılması gibi olaylarla karşılaşırız. Bu olayların olabilmesi için enerji gerekir. Bu da deprem dalgalarının bir enerji taşıdığını gösterir

Güneş altında durduğumuzda vücudumuzun ısınmaya başladığını ya da güneş altında duran cisimlerin ısındığını görürüz. Yazın tatile çıktığımızda güneşten gelen ışınlar vücudumuzun rengini değiştirmeye başlar. Bu olay elektromanyetik dalgaların bir enerjisinin olduğunu gösterir.

Dalgaların enerjisini ifade eden nicelik genliktir. Genlik, bir dalganın denge konumundan olan maksimum uzaklığıdır. Dalgaların enerjileri dalga konumundan maksimum uzaklık olan genlikle doğru orantılıdır. Genliği büyük olan dalganın enerjisi büyük, genliği küçük olan dalgaların enerjisi küçüktür.



Atma ve Periyodik Dalgalar

Atma, ortamda meydana gelen anlık sansıntılara denir. Uçlarından gerilmiş bir yayın ucundan tutularak yukarı kaldırılıp denge konumuna geri getirilirse baş yukarı, aşağı çekilip denge konumuna geri getirilirse baş aşağı atma oluşur.

Gerilmiş yayın ucundan tutulup durmadan aşağı yukarı hareket ettirilirse art arda baş yukarı, baş aşağı atmalar elde edilir. Bir kaynağın eşit zaman aralıklarında art arda dalgalar üretmesi sonucunda oluşan dalgalara periyodik dalga denir.

Bir suya damlalıkla belli aralıklarda su damlatılırsa periyodik su dalgaları oluşur. Buna göre, atmalara bir dalgayı temsil eden en küçük sarsıntıda denebilir.

Dalga Boyu

Bir dalganın bir periyotluk zamanda aldığı yoldur. Birimi cm ya da A° dur. 1A° = 10-8 cm dir.

Dalga boyunu, ardışık iki dalga tepesi ya da dalga çukuru arasındaki uzaklık olarak da tanımlayabiliriz.



Dalga boyunu bulmak için illaki iki ardışık dalga tepesi ya da çukuruna gerek yoktur. Bir dalga tepesi ile bir dalga çukurunun toplam genişliği de bir dalga boyudur. Yani bir atmanın genişliği dalga boyunun yarısı kadardır.

Evrendeki dalgaların dalga boyu farklı uzunluktadır. Dalganın dalga boyu ne olursa olsun sınıflandırmada bir etkisi yoktur. Örneğin elektromanyetik dalgaların dalga boyu 0,01 A° (Angstrom) ile 104 m arasında değişebilir. X– ışınlarının dalga boyu 0,1 A° olabilecekken radyo dalgalarının dalga boyu 104 m olabilmektedir. Görünür ışığın dalga boyu 6000 –7000 A° arasında değişmektedir.

Temel Yeterlilik Sınavı (TYT)
30 Haziran 2018 Cumartesi