Dalgalar Konu Anlatımı

Dalgalar

Dalga, bir titreşimin veya enerjinin ortamda yayılmasıdır. Dalga hareketinde enerji taşınırken ortamı oluşturan tanecikler genel olarak dalgayla birlikte bir noktadan başka bir noktaya taşınmaz; denge konumları çevresinde titreşir.

TYT Fizik’te dalgalar konusunda özellikle dalga boyu, frekans, periyot, dalga hızı, enine-boyuna dalga ayrımı, yay ve su dalgaları, yansıma, kırılma ve sesin temel özellikleri önemlidir.

1. Dalga Nedir?

Bir kaynağın oluşturduğu titreşimin ortamda yayılmasına dalga denir.

Dalga hareketi enerji taşır.

1. Titreşim

Bir cismin denge konumu çevresinde yaptığı tekrarlı harekete titreşim denir.

Dalganın oluşabilmesi için genellikle titreşim yapan bir kaynak gerekir.

Örnek:

• Gitar telinin titreşmesi
• Su yüzeyine düşen cismin oluşturduğu hareket
• Hoparlör zarının titreşmesi

1. Dalga Tepesi ve Dalga Çukuru

Enine dalgalarda denge konumunun üzerindeki en yüksek noktaya dalga tepesi, altındaki en düşük noktaya dalga çukuru denir.

1. Genlik

Bir taneciğin denge konumundan maksimum uzaklığına genlik denir.

Genlik genellikle A ile gösterilir.

1. Dalga Boyu

Aynı fazda titreşen ardışık iki nokta arasındaki uzaklığa dalga boyu denir.

Sembolü:

λ

Dalga boyu şu noktalar arasında ölçülebilir:

• İki ardışık tepe
• İki ardışık çukur
• Aynı fazdaki iki nokta

1. Periyot

Bir dalga kaynağının bir tam titreşim yapması için geçen süreye periyot denir.

Sembolü:

T

Birimi:

Saniye (s)

1. Frekans

Bir saniyede yapılan titreşim sayısına frekans denir.

Sembolü:

f

Birimi:

Hertz (Hz)

Frekans ile periyot arasındaki ilişki:

f = 1 / T

T = 1 / f

1. Frekansı Kim Belirler?

Dalganın frekansı dalga kaynağı tarafından belirlenir.

Dalga başka bir ortama geçtiğinde frekansı değişmez.

1. Dalga Hızı

Bir dalganın birim zamanda aldığı yola dalga hızı denir.

Dalga hızı:

v = λ × f

Ayrıca:

v = λ / T

v = Dalga hızı λ = Dalga boyu f = Frekans T = Periyot

1. Dalga Hızını Ne Belirler?

Mekanik dalgalarda dalganın yayılma hızı genel olarak ortamın fiziksel özelliklerine bağlıdır.

v = λ × f

v sabitse:

f ↑ → λ ↓

f ↓ → λ ↑

1. Mekanik Dalgalar

Yayılmak için maddesel ortama ihtiyaç duyan dalgalara mekanik dalga denir.

Örnek:

• Ses dalgaları
• Su dalgaları
• Yay dalgaları
• Deprem dalgaları

1. Elektromanyetik Dalgalar

Yayılmak için maddesel ortama ihtiyaç duymayan dalgalara elektromanyetik dalga denir.

Örnek:

• Radyo dalgaları
• Mikrodalgalar
• Kızılötesi ışınlar
• Görünür ışık
• Morötesi ışınlar
• X ışınları
• Gama ışınları

Elektromanyetik dalgalar boşlukta yayılabilir.

1. Enine Dalgalar

Titreşim doğrultusu ile dalganın yayılma doğrultusu birbirine dikse enine dalga oluşur.

Örnek: Gergin bir ip üzerinde oluşturulan dalgalar.

1. Boyuna Dalgalar

Titreşim doğrultusu ile dalganın yayılma doğrultusu birbirine paralelse boyuna dalga oluşur.

Örnek: Havadaki ses dalgaları.

1. Yay Dalgaları

Gergin bir yay veya ip üzerinde oluşturulan dalgalardır.

Yay üzerinde:

• Atma
• Periyodik dalga

oluşturulabilir.

Yay dalgasının hızı, yayın fiziksel özelliklerine ve gerilimine bağlı olabilir.

1. Atma

Bir yay üzerinde oluşturulan tek bir şekil bozukluğuna atma denir.

Atma yay boyunca ilerler ve enerji taşır.

1. Atmanın Sabit Uçtan Yansıması

Bir atma sabit uca geldiğinde yansır.

Sabit uçtan yansıyan atma ters döner.

1. Atmanın Serbest Uçtan Yansıması

Bir atma serbest uca geldiğinde yansır.

Serbest uçtan yansıyan atma ters dönmez.

1. İnce ve Kalın Yay Sınırı

Bir atma farklı özellikteki bir yaya ulaştığında bir kısmı yansıyabilir, bir kısmı diğer yaya geçebilir.

Dalganın hızı ortamın özelliklerine bağlı olduğu için yeni yayda dalga hızı değişebilir.

Kaynak aynı olduğu için frekans değişmez.

Bu nedenle dalga boyu değişebilir.

1. Su Dalgaları

Su yüzeyinde oluşan dalgalar, suyun yüzeyindeki titreşimin yayılmasıyla oluşur.

Su dalgalarının hızı suyun derinliğine bağlıdır.

Derin ortam: Dalga hızı daha büyük

Sığ ortam: Dalga hızı daha küçük

1. Su Dalgalarında Ortam Değişimi

Su dalgası derin ortamdan sığ ortama geçerse:

Frekans değişmez.

Hız azalır.

Dalga boyu azalır.

Sığ ortamdan derin ortama geçerse:

Frekans değişmez.

Hız artar.

Dalga boyu artar.

1. Dalgaların Yansıması

Bir dalganın bir engele çarparak geldiği ortama geri dönmesine yansıma denir.

Yansıma sırasında:

Gelme açısı = Yansıma açısı

Açılar yüzeyin normaline göre ölçülür.

1. Su Dalgalarının Yansıması

Doğrusal su dalgaları doğrusal engelden yansırken yansıma kurallarına uyar.

Gelme açısı ile yansıma açısı eşittir.

Dairesel engellerden yansıyan dalgaların şekli değişebilir.

1. Dalgaların Kırılması

Dalganın farklı özellikteki bir ortama geçerken hızının değişmesi sonucu yönünün değişmesine kırılma denir.

Kırılma sırasında:

Frekans değişmez.

Hız değişebilir.

Dalga boyu değişebilir.

1. Su Dalgalarında Kırılma

Derin ortamdan sığ ortama geçen su dalgası:

• Yavaşlar.
• Dalga boyu küçülür.
• Normal doğrultusuna yaklaşabilir.

Sığ ortamdan derin ortama geçen dalga:

• Hızlanır.
• Dalga boyu büyür.
• Normalden uzaklaşabilir.

1. Dalgaların Girişimi

İki veya daha fazla dalganın aynı ortamda karşılaşması sonucu oluşan bileşik etkiye girişim denir.

Dalgalar karşılaştıktan sonra yollarına devam edebilir.

Aynı yönlü genlikler üst üste gelirse bileşke genlik büyüyebilir.

Zıt yönlü genlikler üst üste gelirse bileşke genlik küçülebilir veya sıfır olabilir.

1. Yapıcı Girişim

Aynı fazdaki dalgalar karşılaşırsa genlikler birbirini güçlendirebilir.

Buna yapıcı girişim denir.

1. Yıkıcı Girişim

Zıt fazdaki dalgalar karşılaşırsa genlikler birbirini azaltabilir.

Buna yıkıcı girişim denir.

1. Ses Dalgaları

Ses, titreşim sonucu oluşan ve maddesel ortamda yayılan mekanik bir dalgadır.

Ses:

• Boşlukta yayılamaz.
• Katı, sıvı ve gazlarda yayılabilir.
• Havadaki ses dalgaları boyuna dalgadır.

1. Sesin Yayılma Hızı

Sesin yayılma hızı ortama bağlıdır.

Genel olarak ses:

Katılarda en hızlı

Sıvılarda daha yavaş

Gazlarda en yavaş

yayılır.

1. Sesin Yüksekliği

Sesin ince veya kalın algılanması frekansa bağlıdır.

Frekans yüksek: İnce ses

Frekans düşük: Kalın ses

1. Sesin Şiddeti

Sesin güçlü veya zayıf algılanması genlikle ilişkilidir.

Genlik büyük: Daha şiddetli ses

Genlik küçük: Daha zayıf ses

1. Tını

Aynı frekansta ses çıkaran farklı kaynakların seslerinin birbirinden ayırt edilmesini sağlayan özelliğe tını denir.

1. Sesin Yansıması

Ses dalgaları da engellerden yansıyabilir.

Yansıyan ses belirli koşullarda tekrar duyulursa yankı oluşabilir.

1. Rezonans

Bir sistemin doğal frekansına uygun frekansta dış etki uygulanması sonucu titreşim genliğinin büyümesine rezonans denir.

Sık Karıştırılan Noktalar

1. Dalga – Madde Taşınması

Dalga enerji taşır.

Ortam tanecikleri dalgayla birlikte sürekli taşınmaz.

1. Genlik – Dalga Boyu

Genlik, denge konumundan maksimum uzaklıktır.

Dalga boyu, aynı fazdaki ardışık noktalar arasındaki uzaklıktır.

1. Frekans – Periyot

f = 1 / T

Birisi artarsa diğeri azalır.

1. Frekans – Ortam

Frekans kaynak tarafından belirlenir.

Dalga ortam değiştirirken frekans değişmez.

1. Hız – Dalga Boyu

v = λ × f

Frekans sabitse hız ve dalga boyu aynı yönde değişir.

1. Mekanik – Elektromanyetik Dalga

Mekanik dalga ortam ister.

Elektromanyetik dalga boşlukta yayılabilir.

1. Enine – Boyuna Dalga

Enine: Titreşim ve yayılma yönleri dik.

Boyuna: Titreşim ve yayılma yönleri paralel.

1. Sabit – Serbest Uç

Sabit uçtan yansıyan atma ters döner.

Serbest uçtan yansıyan atma ters dönmez.

1. Derin – Sığ Su

Derin suda dalga daha hızlıdır.

Sığ suda daha yavaştır.

1. Ses Yüksekliği – Ses Şiddeti

İnce-kalın → Frekans

Şiddet → Genlik

Soru Çözerken Kullanılabilecek Yaklaşım

1. Önce verilen büyüklüklerin frekans, periyot, dalga boyu veya hız olduğunu belirle.

1. f = 1/T bağıntısını kullan.

1. v = λ × f bağıntısından yararlan.

1. Ortam değişmiyorsa dalga hızının ortam özelliklerine bağlı olduğunu unutma.

1. Ortam değiştiğinde frekansın sabit kaldığını kabul et.

1. Su dalgalarında derin ortamın daha hızlı olduğunu hatırla.

1. Yay atmalarında sabit ve serbest uç yansımalarını ayır.

1. Yansıma sorularında açıları normale göre değerlendir.

1. Ses sorularında frekansı ince-kalın, genliği şiddet ile ilişkilendir.

1. Girişim sorularında dalgaların anlık yer değiştirmelerini cebirsel olarak topla.

Konu Özeti

• Dalga enerji taşır.
• Genlik, denge konumundan maksimum uzaklıktır.
• Dalga boyu λ ile gösterilir.
• Frekans f ile, periyot T ile gösterilir.
• f = 1 / T
• v = λ × f
• Frekans kaynak tarafından belirlenir.
• Ortam değiştiğinde frekans değişmez.
• Mekanik dalgalar maddesel ortama ihtiyaç duyar.
• Elektromanyetik dalgalar boşlukta yayılabilir.
• Enine dalgada titreşim ve yayılma yönleri diktir.
• Boyuna dalgada titreşim ve yayılma yönleri paraleldir.
• Sabit uçtan yansıyan atma ters döner.
• Serbest uçtan yansıyan atma ters dönmez.
• Su dalgaları derin ortamda daha hızlı yayılır.
• Derinden sığa geçerken hız ve dalga boyu azalır.
• Yansımada gelme açısı yansıma açısına eşittir.
• Kırılmada hız ve dalga boyu değişebilir, frekans değişmez.
• Ses mekanik dalgadır ve boşlukta yayılamaz.
• Sesin ince-kalın olması frekansa bağlıdır.
• Ses şiddeti genlikle ilişkilidir.
• Tını, farklı kaynakların seslerini ayırt etmeyi sağlar.

Konuyu Bitirdiğinde Bunları Yapabiliyor Olmalısın

• Dalga hareketinin enerji taşıdığını açıklayabilmelisin.
• Genlik, dalga boyu, frekans ve periyot kavramlarını ayırt edebilmelisin.
• f = 1/T bağıntısını kullanabilmelisin.
• v = λ × f bağıntısıyla dalga hızı hesaplayabilmelisin.
• Enine ve boyuna dalgaları ayırt edebilmelisin.
• Mekanik ve elektromanyetik dalgaları sınıflandırabilmelisin.
• Sabit ve serbest uçtan yansıyan atmaları yorumlayabilmelisin.
• Su dalgalarında derinlik değişiminin hız ve dalga boyuna etkisini açıklayabilmelisin.
• Yansıma ve kırılma olaylarını yorumlayabilmelisin.
• Girişim olayında bileşke dalgayı belirleyebilmelisin.
• Sesin neden boşlukta yayılamadığını açıklayabilmelisin.
• Sesin frekans, genlik ve tını özelliklerini ayırt edebilmelisin.