Dalgalar

Sık Yapılan Hatalar

Aşağıdaki hatalar, dalga sorularında en çok puan kaybettiren başlıklardır.

• Dalga boyu ile frekansı çarpma kuralını ters kurmak: v = λ · f bağıntısı doğrudur; yani hız, dalga boyu ile frekansın çarpımıdır. Frekans arttıkça aynı ortamda dalga boyu kısalır.
• Yankı sorusunda süreyi ikiye bölmeyi unutmak: Ölçülen süre sesin duvara gidip geri dönmesi için geçen toplam süredir. Bu yüzden toplam yol bulunduktan sonra ikiye bölünmelidir.
• Periyotla frekansı doğru orantılı saymak: Frekans, periyotla ters orantılıdır. Periyot iki katına çıkarsa frekans yarıya düşer.
• Işığın seste yavaş olduğunu sanmak: Işık boşlukta 3 · 10⁸ m/s hızla ilerlerken ses kuru havada yaklaşık 340 m/s ile ilerler. Işık çok daha hızlıdır.
• Dalgayı madde taşınması sanmak: Dalga enerjiyi taşır; yayılan ortamın parçacıkları yer değiştirmez, titreşir. Bu yüzden su yüzeyindeki dalga suyu taşımaz.
• Kilometreyi metre sanmak: Deprem ve ses hızı sorularında uzaklık kilometre cinsinden verilirse hız metre bölü saniye cinsine çevrilmeli ve mesafe metreye çevrilmelidir.

Özet

Dalgaların temel bağıntısı v = λ · f ve frekansın periyotla ters orantılı olmasıdır. Dalga, bir ortam boyunca ilerleyen enerji taşıma olayıdır; enerji dalga ile taşınırken ortamın parçacıkları genellikle yer değiştirmez. Dalga hızı dalga boyu ile frekansın çarpımına, frekans ise periyotla ters orantılıdır. Enine dalgada parçacıklar dalga doğrultusuna dik, boyuna dalgada dalga doğrultusunda titreşir. Aynı yönde ilerleyen dalgalar üst üste binince genlikleri toplanır, karşıt yönde ilerleyenler birbirinden düşülür. Dışarıdan verilen frekans cismin doğal frekansına eşitse rezonans oluşur ve genlik en büyük değerine ulaşır. Ses kuru havada yaklaşık 340 m/s, suda 1500 m/s hızla yayılırken ışık boşlukta 3 · 10⁸ m/s ile ilerler. Yankı ve sonar sorularında sesin gidiş dönüş yolu ikiye bölünerek uzaklık bulunur.

Kendi kendine dene: Bir havuzda iki farklı taşın oluşturduğu dalgaların tepe noktalarını birbirinden ayırarak dalga boyunu ölç. Aynı havuzda dalga hızını da ölçerek frekansı hesapla. Ardından elindeki lastik bantla bir sarkaç kurup salınımının periyodunu ölç ve frekansını bul; bu değer havuz dalgasının frekansıyla aynı mı? Lastik bandın boyunu iki katına çıkardığında periyot nasıl değişir? Son olarak iki elini birbirine yaklaştırıp aradaki kâğıdı bir düdükle titreşim yaptığında kâğıdın düşmeye başlamasının nedenini rezonans kavramıyla açıkla.

Ne Öğreneceğiz

Dalgaların oluşma ve yayılma biçimini, dalga boyu, frekans, periyot ve yayılma hızı arasındaki bağıntıları kurarak hesaplamak; enine ve boyuna dalga ayrımını, dalgaların girişim ve rezonans davranışını açıklamak ve ses, su, ışık gibi dalgaların günlük hayattaki uygulamalarını gerekçesiyle yorumlamak. Bu konuda ögrenme çıktıları:

• Dalga boyu, frekans, periyot ve yayılma hızı arasındaki bağıntıları kurar ve bu bağıntılarla problem çözer.
• Enine dalga ile boyuna dalga arasındaki farkı örnekleriyle açıklar.
• Dalganın yayılması için ortam gerektirip gerekmediğini belirterek sesin kutuplardan, ışığın ise boşluktan yayıldığını gösterir.
• Girişim olayında genliklerin toplandığını ya da düşüldüğünü açıklar.
• Rezonansın oluşma koşulunu belirterek periyot ile frekans arasındaki ilişkiyi kullanır.
• Ses, su ve ışık dalgalarının hızlarını karşılaştırarak günlük hayattaki uygulamalardan örnek verir.

Basit Örnek ve Günlük Yaşam

Günlük yaşamda ve mesleki bağlamda bir uygulama:

Soru: Havada 340 m/s hızla ilerleyen 170 Hz frekanslı sesin dalga boyu kaç m'dir?

1. Dalga boyu hızın frekansa bölümüdür.
2. Ses hızı titreşim frekansına bölünür.
3. Bölümün birimi metredir.

Sonuç/cevap: 2 m

İleri Örnek

Daha ileri bir uygulama:

Soru: Işık boşlukta hangi hızla ilerler ve bu değer sesin hızıyla nasıl karşılaştırılır?

1. Işığın hızı boşlukta 3 · 10⁸ m/s'dir.
2. Sesin kuru havadaki hızı yaklaşık 340 m/s'dir.
3. Işık sesten çok daha hızlı ilerler.

Sonuç/cevap: 3 · 10⁸ m/s; sesin çok üzerinde

Kendini Dene

Soru: Bir öğrenci bahçede bir su kovasını düz bir zemine bırakıyor. Kovadan çıkan sesin 0, 7 saniye sonra duyulduğu ve zeminin 60 m ötede bulunan bir duvar olduğu ölçülüyor. Sesin havadaki hızı 340 m/s alınırsa öğrenci ile duvar arasındaki uzaklık kaç metredir?

Örnek cevap: Puanlama anahtarı: Yankının gidiş ve dönüşten oluştuğu belirtilir (5 puan). Ses hızı ile sürenin çarpılarak toplam yolun bulunduğu yazılır (5 puan). Toplam yolun ikiye bölündüğü ve uzaklığın metreden küçük bir sayı olduğu belirtilir (5 puan). Uzaklığın 119 m olduğu hesapla gösterilir (5 puan).