4. Ünite: Işığın ve Sesin Yayılması

IŞIĞIN YAYILMASI

Geçmişten günümüze gelinceye kadar insanlar ışığa ihtiyaç duymuştur. Geçmişte de günümüzde de en önemli ışık kaynağımız Güneş’tir. Ateşin bulunmasından sonra çeşitli ışık kaynakları geliştirilmiştir. 1879’da ampul icat edilene kadar meşale, mum, gaz lambası gibi çeşitli ışık kaynakları kullanılmıştır.

Işık Nasıl Yayılır?

Işık kaynağından çıkan ışık ışınları, doğrular halinde yayılır. Gece arabaların farlarından çıkan ışık ışınlarının doğrular halinde yayıldığını rahatlıkla görebiliriz.

Bir kaynaktan çıkan ışık ışınları bir engelle karşılaşıncaya kadar doğrular hâlinde yayılır. Karanlık bir gecede etrafta hiç ışık yokken elimizdeki feneri yakıp etrafımıza baktığımızda çevremizdeki cisimlerin sadece ışık gören taraflarını görebiliriz. Çünkü ışık doğrular hâlinde yayılır. Eğer bükülerek yayılsaydı, cisimlerin arkalarını aydınlatırdı. Bir cismi görebilmemiz için o cisimden gözümüze ışık ışınlarının yansıması gerekir. Işık olmadan cisimler görülemez.

Işık, boşlukta da yayılabilir. Gece veya gündüz olması ışığın yayılmasını engellemez. Işık, aynı saydam ortamda sabit hız ile yayılır ve ışık hızı ortama göre değişir. Işığın boşluktaki yayılma hızı sabit ve saniyede 300 000 km/saniyedir.

IŞIĞIN MADDE İLE KARŞILAŞMASI

Işık ışını cam, su, hava gibi maddelerle karşılaşınca doğrular hâlinde yayılmaya devam eder. Işığı geçiren maddelere saydam maddeler denir.

Işık ışınları buzlu cam, ince plastik, yağlı kâğıt, buz gibi maddeler ile karşılaşınca yoluna aynen devam edemez. Bazıları dağılır. Bazıları ise emilir. Böyle maddelere yarı saydam maddeler denir.

Işık ışınları taş, tuğla, tahta, demir, insan vücudu gibi maddelerle karşılaşınca yollarına devam edemez. Bu tür maddelere saydam olmayan maddeler (opak) denir.

TAM GÖLGE

Noktasal bir ışık kaynağı ile perde arasına bir engel konulduğunda, ışık kaynağından yayılan ışık ışınları ortamda ilerlerken saydam olmayan cismi geçemedikleri için cismin arka tarafında karanlık bir alan oluşur. Meydana gelen bu karanlık alana gölge denir. Gölgenin şekli, saydam olmayan cismin şeklinin aynısıdır.

Bir ışık kaynağından çıkan ışık ışınları opak bir madde ile karşılaştığında opak cisim ışığı geçirmez. Böyle bir durumda opak cismin, ışık kaynağına göre arka yüzünde gölge oluşur. Bu durum yarı saydam maddeler için de geçerlidir. Ancak opak cisimlerin gölgesi koyu görülürken, yarı saydam cisimlerin gölgesi daha açık tonda olur.

Bir Cismin Gölgesinin Büyüklüğü

Bir cismin gölgesinin büyüklüğü cismin kendi büyüklüğü ile ilişkilidir.

Güneş Tutulması

Ay, Güneş’ten çok daha küçük ancak Dünya’mıza Güneş’ten çok daha yakın olduğu için aynı büyüklükte gözüktüğünü biliyoruz. Güneş tutulması, Ay’ın Güneş ile Dünya arasına girmesi ve bazı özel koşulların sağlanması sonucunda meydana gelir. Tutulmanın olabilmesi için Ay’ın Yeni Ay evresinde olması gerekir.
Bir yılda 12 ay vardır. Yani Ay, Dünya etrafında yılda 12 kez dolanır. Dolayısıyla Dünya ile Ay aynı doğrultuda olsaydı yılda 12 kez Güneş tutulması meydana gelebilirdi. Ancak Güneş, Dünya ve Ay, Ay’ın Dünya etrafındaki her dolanımında aynı doğrultuda bulunmazlar. Böylece her ay bir Güneş tutulması yaşanmaz. Yılda en az iki, en çok beş kez Güneş tutulması meydana gelebilir.

Ay Tutulması

Ay kendi yörüngesinde dolanırken bazen Dünya, Ay’ın Güneş’ten ışık almasını engeller. Dünya’nın gölgesi Ay’ın üzerine düşer. Böylece Ay tutulması olayı gerçekleşir. Ay tutulması yaklaşık bir saat sürer ve Ay’ın ufuk çizgisinin üstünde olduğu herhangi bir bölgeden gözlemlenebilir. Dünya yüzeyine çarpan güneş ışınları Dünya’nın atmosferi tarafından kırıldığı için Ay tutulmasında Ay tamamen kaybolmaz. Ay tutulması genellikle yılda iki kez ortaya çıkar. Bazı özel durumlarda Ay tutulmasının hiç ortaya çıkmadığı ya da yılda üç kez ortaya çıktığı da olabilir.

SESİN YAYILMASI

Günlük hayatımızda birçok ses duyarız. Sabahları saatin sesi, annemizin sesi, servisimizin korna sesi, trafikteki araçların sesi, okulun zil sesi, öğretmenimizin sesi, arkadaşlarımızın sesi vb. seslerin hepsi titreşimle oluşur. Oluşan sesler, kaynağından çıktıktan sonra dalgalar hâlinde yayılır. Kaynaktan yayılan sesleri duyabilmemiz için titreşimleri kulağımıza iletecek bir ortamın olması gerekir.

  • Çevremizde işittiğimiz bir çok sesi, gaz (hava gibi) ortamların sesi iletmesi sayesinde duyarız. Ör: Ses tellerinin titreşmesiyle oluşan insan sesi veya gitar sesi havada yayılıp kulaklarımıza iletilir.
  • Sıvı ortamlar sesi, gaz ortamlara göre daha hızlı iletirler. Ör: Suya daldığımızda uzaktaki motorlu teknenin sesi, suda yayılıp kulaklarımıza ulaşır.
  • Ses katı ortamlarda, sıvı ve gaz ortamlara göre daha iyi yayılır. Ör: Yılan topraktaki titreşimleri dinleyerek avına yaklaşır. Doktor aleti Stetoskop, katı ortamlarda sesin daha iyi yayıldığına örnek bir araçtır.
  • Ses boşlukta yayılmaz. Sesin yayılabilmesi için maddesel bir ortamın olması gerekir. Ör: Güneş patlamalarını duyamayız. Çünkü uzayda maddesel ortam yoktur.

Sıvı mı, Katı mı, Gaz mı?

Ses dalgaları, havada saatte 1000 km’den fazla yol alır. Bu hızla saniyede üç futbol sahası uzunluğunda yol alınabilir. Bir tren istasyonunda durduğumuzda rayların titreşmesiyle trenin yaklaştığını anlarız. Kısa bir süre sonra trenin sesini duyarız. Bunun sebebi, trenin raylarda oluşturduğu titreşimin havadan hızlı yayılmasıdır. Su, havadan daha yoğundur. Ses, su içinde havadan beş kat daha hızlı hareket ederken çelikte ise sudan on beş kat daha hızlı hareket eder.

  • Sesin şiddeti desibel (dB) olarak ölçülür.
  • 85 dB’in üzerindeki sesler süreye bağlı olarak işitme duyusunun kaybına yol açabilir. 10 saat 95 dB seviyesindeki sese maruz kalmak kulağa zarar verirken, çok kısa sürede 120 dB’lik bir ses seviyesi kulağa zarar vermez.
  • Sesin bir saniyede meydana getirdiği titreşim sayısına frekans denir. Tiz seslerin frekansı yüksektir. Frekansın birimi Hertz (Hz)’dir. İnsan kulağı 20 ile 20 000 Hz frekans aralığındaki sesleri duyar.

SESİN FARKLI ORTAMLARDA FARKLI DUYULMASI

Ses, titreşimlerden oluşur. Titreşen maddeler, değişince çıkan sesler de değişir. Bir davulun sesiyle gitarın sesi aynı değildir. Bunun nedeni sesin oluşması için titreşen maddelerin farklı olmasıdır. Bir zilin, hava ortamında çaldığımızda duyulan sesiyle su ortamında çaldığımızda duyulan sesi aynı değildir. Yani sesin kaynağının hangi maddeden yapıldığı ile sesin yayıldığı ortam sesi etkiler.

Sesin Yayılmasını Nasıl Önleriz?

Yaşadığımız çevrede çok sayıda ses kaynağı bulunmaktadır. Bu seslerin şiddetinin fazla olması veya birkaç rahatsız edici sesin aynı anda duyulması gürültüye neden olur. İnsanların yaşam kalitesini düşüren, psikolojik rahatsızlıklara neden olan bu sesler gürültü kirliliği oluşturur. Sesin rahatsız edici etkilerini azaltmak için yapılması gerekenler:
* Bina duvarlarının köpükle kaplanması. 3 Boşluk sesi iletmediğinden bina pencerelerine arasında boşluk olan çift camların takılması.
* Motorlu araç gürültüsünün çevreye ulaşmaması için otoban kenarlarına uygun yükseklikte bariyer yapılması ve ağaçlandırılması.
* Otomobillerdeki motor sesinin duyulmaması için otomobillerin ön kaputlarının içinin ses emici maddeyle kaplanması.
* Çok şiddetli sese maruz kalmak zorunda olan kişilerin kulaklık takması.