DALGA BİLGİSİ | SANATSAL EĞİTİM
Dalga nedir, nasıl oluşur. Temel dalga kavramları. Dalga türleri. Dalgalarda periyot, frekans, genlik ve dalga boyu. Dalga türleri. Dalga hızı ve dalga hızının bağlı olduğu faktörler.
Cisimler üç tür hareket yaparlar; Öteleme, dönme, titreşim. Titreşim hareketi nesnenin moleküllerinin dönme veya öteleme yapmayıp bulunduğu yerde salınım yapması ve titreşim hareketi durunca yine eski halini alması olayıdır. Örnek verecek olursak, bir sazın telini gerip bıraktığımızda tel bir süre aşağı  yukarı hareket edecek sonra ilk denge durumuna dönecektir. Gergin esnek bir lastiğin ortasından çekip bıraktığımızda lastik bir süre aşağı yukarı hareket edecektir. Bu hareket titreşim hareketidir. Yayların hareketi de titreşim hareketidir. Sarkacın hareketi de titreşim hareketine girer. Dalga kavramı titreşim hareketi yapan cisimlerin hareketini açıklamakta kullanılır. Dalga olayı basit bir olay değildir. Su dalgası ses dalgası gibi dalgaların yanında elektromanyetik dalgalar da vardır ki bugün hayatımızda girmedikleri yer kalmamıştır.
İşte dalga dersleri önce çevremizde gördüğümüz su dalgası, ses dalgası, sazların ve sarkaçların titreşimi gibi olayları açıklayabilmemizi sağlar. Daha sonra elektronik ve iletişim alanında kullanılan elektromanyetik dalgaların özelliklerini ve hareketini inceler. Bu ders dalgalara giriş niteliğinde olup bir dalganın temel bileşenlerini anlatmaktadır.
Temel Dalga Kavramları
1- Dalga Kaynağı
Dalgayı meydana getiren etmene dalga kaynağı denir. Dalga oluşmasına sebep olan ne ise dalganın kaynağı odur. Bir yayı titreştiren el, bir sinyali gönderen verici birer dalga kaynağıdır. Yağmur damlası düştüğü durgun sularda dalgalanmaya sebep olur. Burada dalganın kaynağı yağmurdur. Dik kıyılardan kopan bir taş veya toprak parçası denizde dalgalanmaya sebep olur. Burada dalganın kaynağı taş parçasıdır. E-posta göndermek için cep telefonunda gönder tuşuna bastığımızda bir elektromanyetik dalga başlatmış oluruz. Rüzgarlar asılı çamaşırları sallar bu da bir dalgalanmadır. Bu dalgalanmanın kaynağı rüzgardır. Örnekler çoğaltılabilir.
Bir dalganın denge konumundan itibaren ulaşabildiği maksimum yüksekliğe genlik denir. Genliğe "tepe noktası" da denir.
Genlik, dalganın taşıdığı enerji miktarına bağlıdır. Aynı ortamda genlikleri farklı olan dalgaların taşıdıkları enerji miktarı farklıdır.
3- Dalga Boyu
Bir dalganın birbirine komşu iki tepe noktası arasındaki uzaklığa dalga boyu denir.
Belirli bir zaman dilimi içinde aynı hareketi tekrarlayan nesnelerin hareketine periyodik hareket denir. Eğer dalga periyodik ise aynı süre içinde kendisini tekrar eder. Bir dalganın ardışık iki tepe noktası arasında geçen zaman 1 periyottur.
Dalgalarda bir tam titrşim bir atma olarak adlandırılabilir, bir atma 1 periyotluk zaman diliminde meydana gelir.
Frekans dalganın birim zamanda yaptığı titreşim hareketidir. Frekans periyodun tersidir. SI birim sisteminde birimi Hz (Hertz -1/s) dir. Frekans f ile periyot T ile gösterilir aralarındaki ilişki,
Dalganın tüm özelliklerini taşıyan bir dalga parçasına atma denir. Dalga kaynağının oluşturduğu herbir sarsıntıya bir atma denir. Atmaya titreşim de denir. Bir tam titreşim bir atmadır. Atmalar dalgaların hareketinin incelenmesini kolaylaştırmak için oluşturulur.
Şekilde periyodik bir dalga görülmektedir. Bu dalganın Genliği A'dır. Dalganın dalga boyu λ dır. Dalganın periyodu t4 dür. Frekansı 1/t4 dür.
Dalganın Yayılma Hızı
Dalganın yayılma hızı, dalga tepesinin yer değiştirme miktarıdır. Gergin bir esnek lastik, bir ucundan bir kez yukarı-aşağı sallanırsa lastikte bir dalga oluşur. Elimizle tuttuğumuz yerde başlayan tepe noktası lastiğin ucuna doğru ilerler. Bu ilerleme hızı, dalganın yayılma hızıdır. Dalgadaki atma, Δt sürede Δx kadar ilerlemişse dalganın ilerleme hızı,
V = Δx
Buna göre t sürede x kadar ilerleme yapan bir dalganın ilerleme hızı,
V = x bağıntısıyla verilir.
Bir dalga boyu, bir dalganın ardışık iki tepe noktası arasındaki uzaklıktır. Dalga bu uzaklığı bir periyot süresinde alır.
Buna göre hız aşağıdaki bağıntı ile de bulunabilir.
T = 1 dir.
Bunu yukarıdaki denklemde yerine yazalım.
Bir yayda dalganın yayılma hızı yayın kütlesine ve yaya uygulanan kuvvete bağlıdır. Buna göre bir yay sistemi için aşağıdaki gibi bir eşitlik kullanılabilir.
V = √(F/µ)
µ = m/L
V = √(F.L/m)
µ = Yayın birim uzunluğunun kütlesi
m = Yayın toplam kütlesi
L = Yayın kuvvet uygulanmış haldeki uzunluğu
Dalganın İlerleme Hızının Bağlı Olduğu Faktörler
1- Dalganın Yayıldığı Ortam
Bir dalganın yayılma hızı, dalganın yayıldığı ortamın özelliklerine bağlıdır. Aynı ortamda dalgaların frekansları farklı olsa bile hızları aynıdır. Öte yandan aynı kaynaktan farklı ortamlarda çıkan dalgaların hızı farklı olur.
2- Dalga Kaynağı
Dalgayı meydana getiren kaynak dalganın titreşim sayısını ve genliğini belirler. Yay dalgalarının hızı yayı geren kuvvetle büyür. Yani yay ne kadar çok gerilirse o kadar hızlı dalga oluşur.
3- Mekanik Cisimlerde Kütle
Yay, lastik, sıvı gibi maddelerin kütlesi dalganın yayılma hızını etkiler.
4- Frekans, Periyot ve Derinlik
Su yüzeyindeki dalgaların hızı derinliğe ve frekansa bağlı olarak değişir. Frekans periyodun tersi olduğundan dalganın su içerisindeki hızı derinlik, frekans ve periyoda bağlı olur. Su derinliği dalga boyundan büyükse dalgaların hızı derinliğe ve frekansa bağlıdır. Eğer derinlik dalga boyundan büyük değilse frekansın hız üzerinde etkisi olmaz, derinlik azaldıkça hız da azalır.
Aynı Fazda Olan Dalgalar
Aralarında bir dalga boyunun iki katı kadar mesafe olan dalgalar aynı fazdadır. Bu dalgalar aynı yönde, aynı hızda ve aynı anda titreşirler.
1. Oluşturulma Biçimlerine Göre
A. Enine dalgalar
Sarsılan ortamın parçacıkları dalganın ilerleme yönüne dik olarak hareket eder. Sinüsoidal biçimli dalgalar bu tip dalgalara örnektir. Bu dalgayı oluşturmak için bir ipin bir ucunu sağlam bir yere bağlayın, diğer ucunu elinizle tutarak yukarı aşağı hareket ettirin. Elde ettiğiniz dalga enine dalgadır.
B. Boyuna dalgalar
Sarsılan ortamın parçacıkları ile dalganın hareket doğrultusu aynı ise bu tip dalgalar boyuna dalgalardır.
Bu dalgayı oluşturmak için bir yayın bir ucunu düzgün biçimde bir yere sabitlerin. Yayın diğer ucundan bir miktar düz biçimde çekip bırakın. Elde ettiğiniz dalga boyuna dalgadır.
2. Taşıdıkları Enerjiye Göre Dalgalar
A. Mekanik Dalgalar
Bu dalgalar da hareket eden, salınım yapan bir nesne vardır. Yani bu dalga maddesel ortamda yayılır. Yay dalgası, su dalgası, ses dalgası mekanik dalga örneğidir. Bu dalgaların hem enine hem de boyuna olanları vardır.
B. Elektromanyetik Dalgalar
Bu dalgalarda hareket eden bir nesne yoktur. Elektrik ve manyetik alan titreşimleri bu dalgalardır. Bu dalgaların yayılması için maddesel bir ortama ihtiyaç yoktur, boşlukta da yayılabilirler. Bu dalgalar sadece enine dalga formundadırlar.
Atmaların Farklı Ortamlardan Geçişi