Dalga Türleri - 3B görüntü - Mozaik Dijital Eğitim
dalga, dalga türleri, ses dalgası, yerçekimi dalgası, elektromanyetik dalga, mekanik dalga, uzunlamasına, çapraz, frekans, genlik, ses, dalga boyu, yayılma hızı, titreşim, salınım periyodu, polarize filtre, radyo dalgası, mikrodalga, ışık, görünür ışık, ultraviyole ışınım, kızılötesi radyasyon, kutuplanmış dalga, İnfrason, ultrason, anten, yer çekimi, mekanik
Boyuna dalga - Parçacıkların hareketinin yönü dalga yayılım yönüne paraleldir. Gazların içinde yayılan mekanik dalgalar her zaman boyuna dalgalardır.
hoparlör - Hoparlör boyuna dalgalar yayar. Sesin diğer herhangi bir dalga gibi dalga boyu, frekansı, dalga hızı ve genliği vardır.
dalga yayılımının yönü
En basit mekanik dalgalar çeşitli gazlarda yayılan ses dalgalarıdır. Gaz parçacıkları bir tür ses kaynağı tarafından harekete geçirilir. Titreşen parçacıklar komşu parçacıklara çarpar, sonra onlar da komşu parçacıklara çarpar ve böylece titreşim yayılır.
Gazlarda yayılan mekanik dalgalar her zaman boyuna dalgalardır. Yani parçacıkların hareketinin yönü dalga yayılım yönüne paraleldir. Bunun nedeni, gazdaki parçacıkların birbirlerini çekmemeleri ve bu nedenle üzerlerine kesme kuvvetlerinin uygulanmamasıdır. Tek bir parçacık sadece önündeki parçacıkları harekete geçirebilir. Boyuna dalgalar polarize edilemez.
Enine dalga - Parçacıkların hareketinin yönü dalga yayılım yönüne diktir.
Katılar veya sıvılar içinde yayılan mekanik dalgalar ya enine ya da boyuna olabilir.
Enine dalgalar parçacıkların hareketinin yönünün dalga yayılım yönüne dik olduğu dalgalardır. Bir gitar telini harekete geçirdiğimizde dalga tel boyunca ilerler, ancak titreşim dalganın hareketine diktir.
Titreşim aynı düzlem boyunca gerçekleşirse, dalganın doğrusal olarak polarize olduğundan söz ederiz.
Kompleks dalgalar - Su dalgaları
Su dalgası - Su dalgalarındaki parçacıklar dairesel hareket yaparlar. Dalga aynı zamanda boyuna ve enine dalgadır.
Doğada gözlenen dalgaların çoğu tamamen enine ya da boyuna dalgalar değildir. Enine dalgalar da her zaman bir düzlemde polarize olmuş değillerdir.
Belirli bir ortamdaki parçacıklar bu hareketleri genellikle aynı zamanda gösterir. Herhangi kompleks dalga hareketi bir boyuna ve bir ya da birden daha çok enine dalgaların kompleksi olarak tanımlanabilir. Örneğin sudaki dalgalara baktığımızda parçacıklar sadece yukarı ve aşağı değil, aynı zamanda geriye ve ileriye doğru da hareket ederler. Bunun için su dalgaları bir boyuna ve bir enine dalganın kombinasyonu olarak da tanımlanabilir.
Bunun nedeni suyun sıkıştırılabilir bir ortam olmamasıdır. Aşağıya doğru hareket eden parçacıklar altlarındaki parçacıkları sıkıştırmazlar, yanlara doğru iterler. Katı bir ortamda yayılan dalgalar, mesela deprem dalgaları daha da komplekstir.
dairesel polarize enine dalga - Birbirine dik olan iki enine dalganın kombinasyonu.
doğrusal polarize enine dalga - Parçacıklar tek bir düzlemde hareket eder, hareketlerinin yönü dalga yayılım yönüne diktir.
polarizatör - Dalgalar bu filtreden geçtiklerinde doğrusal olarak polarize olurlar.
Eliptik olarak polarize edilmiş bir dalga iki enine dalganın bileşimidir, bu dalga özel durumlarda dairesel olarak polarize edilebilir.
Dairesel olarak polarize edilmiş bir dalga elastik bir ipin bir ucunun bir fan bıçağına bağlanması diğer ucunun çekilip gerdirilmesi ile kolayca oluşturulabilir.
Dairesel olarak polarize edilmiş bir dalgayı doğrusal olarak polarize edilmiş bir dalgaya dönüştürmek için onu bir polarizatörden geçirmek gerekir.
Mekanik dalgalar için polarizatör bir boşluktur. Dalga bu boşluktan geçtikten sonra doğrusal olarak polarize olur. Birincisine dik olan bir başka polarizatör koyarsak, dalga geçmeyecektir.
elektromanyetik dipol radyasyon - Antenin etrafındaki değişen elektrik alanı, değişen bir manyetik alanı oluşturur, bu da değişen bir elektrik alanı oluşturur ve bu süreç sonsuz olarak tekrarlanır.
anten - İçerisindeki şarj dağılımı periyodik olarak değişir, bu nedenle etrafında oluşan elektrik alanı da periyodik olarak değişir.
Elektromanyetik dalgalar bir madde ortamının titreşimleri değildir. Aslında yayılım için bir ortama ihtiyaç duymazlar hatta en hızlı vakumda yayılırlar.
Değişen elektrik alanı, değişen bir manyetik alanı oluşturur, bu da değişen bir elektrik alanı oluşturur ve bu süreç sonsuza dek tekrarlanır.
Elektromanyetik dalgalar oluştuğunda, titreşen parçacıklar yoktur, bu nedenle polarizasyonu yorumlamak kolay değildir. Bununla birlikte titreşimin yönünü değişen elektrik alan şiddeti vektörü ile tespit edersek, elektromanyetik dalgalar da enine dalgalar olarak kabul edilir, böylece polarizasyonları doğrusal veya kompleks olabilir.
Doğal ışık tek bir kaynaktan gelmediği için tek bir düzlemde polarize edilmiş bir dalga değildir. Çok sayıda molekül veya atom birbirinden bağımsız olarak onu farklı düzlemlerde polarize eder. Doğal ışık, optik polarizasyon filtresi ile polarize edilebilir.
Gravitasyonal dalgalar - Örneğin birbirlerinin etrafında dönen iki yıldız tarafından üretilebilirler.
Gravitasyonal dalgalar hızlanan kütleler nedeniyle oluşur. Uzay-zamanda dalgalanmalar olarak kabul edilirler. Gravitasyonal dalganın belirli bir noktadan geçmesi uzay-zamanın genişlemesine ve büzülmesine neden olur. Bu sadece çok hassas aletler ile algılanabilir. Sadece çok büyük ve hızlanan kütleler, örneğin birbiri etrafında dönen ikili yıldız sistemi tespit edilebilen miktardaki gravitasyonal dalgaları yaratabilir.
Frekans, dalga boyu
İnfrasonik ses - Depremlerde oluşur ama aynı zamanda balinalar ve filler tarafından da yayılır. Frekansı: 0-20 Hz.
Duyulabilir ses - İnsanlar tarafından duyulabilir ses dalgalarının frekansı 20 ve 20.000 Hz arasındadır.
Ultrasonik ses - Yarasalar ve yunuslar tarafından kullanılır; cenin tanı amaçlı görüntülemesinde kullanılır. 20.000 Hz'den daha yüksek bir frekansa sahiptir.
Radyo dalgası - [b]Uzun dalga[/b] - dalga boyu: 2.000-1.000 m, frekans: 1,5⋅10⁵-3⋅10⁵ Hz [b]orta dalga[/b] - dalga boyu: 600-150 m, frekans: 5⋅10⁵-2⋅10⁶ Hz [b]kısa dalga[/b] - dalga boyu: 50-15 m, frekans: 6⋅10⁶-2⋅10⁷ Hz [b]ultra kısa dalga[/b] - dalga boyu: 15-1 m, frekans: 2⋅10⁷-3⋅10⁸ Hz radyolar ve radarlar tarafından kullanılır.
Mikrodalga - Dalga boyu: 1 m-0,03 mm, frekans: 3⋅10⁸-10¹³ Hz Cep telefonları, Wi-Fi yönlendiriciler ve mikrodalga fırınlar tarafından kullanılır.
Kızılötesi radyasyon - Dalga boyu: 0,3-760 nm, frekans: 10¹²-3,9⋅10¹⁴ Hz Güneş, ısıtıcılar ve insan vücudu ısıyı kızılötesi radyasyon şeklinde de yayarlar.
Görünür ışık - Dalga boyu: 760-380 nm, frekans: 3,9⋅10¹⁴-7,8⋅10¹⁴ Hz Gözlerimiz tarafından algılanan ışık ve elektromanyetik dalgadır.
Morötesi radyasyon - Dalga boyu: 380-10 nm, frekans: 7,8⋅10¹⁴-3⋅10¹⁶ Hz Güneşten gelen UV ışınlarına aşırı maruz kalmak güneş yanığına neden olur.
Röntgen ışınımı - Dalga boyu: 1 nm-1 pm, frekans: 3⋅10¹⁶-3⋅10²⁰ Hz Tıbbi görüntülemede kullanılan X ışınlarına aşırı maruz kalmak hücrelerimize zarar verebilir.
Gama radyasyonu - Dalga boyu: 0,3 nm-30 fm, frekans: 10¹⁸-10²² Hz Kozmik kökenli ve nükleer reaksiyonlar sırasında oluşan gama ışınları en yıkıcı elektromanyetik dalgalardır.
Diğer mekanik dalgalar
Dalgalar hayatımızın sayısız alanında son derece önemli rol oynar. Çevremizi dalgalar yardımıyla hissederiz. Ses, ışık ve deprem de dalgadır. Ayrıca radyo, radar ve lazerin çalışması da dalgalara dayanır.
Dalgalar çeşitli özelliklerine, en çok da hareket ettikleri ortama göre gruplandırılır. Ayrıca polarizasyon ve frekansa göre de ayrılabilirler.
Ortama bağlı olarak dalgalar aşağıdaki şekilde gruplandırılır:
1) Mekanik dalgalar (ör. ses, ultrasonik ses, deprem, su dalgaları)
2) Elektromanyetik dalgalar (ışık, radyo dalgaları, kızılötesi radyasyon, morötesi radyasyon, röntgen ışınımı, gama radyasyonu, mikrodalga)
3) Gravitasyonal dalgalar
4) Sistemlerin kuantum durumunu tanımlayan fonksiyonlar da dalga olarak kabul edilebilir; bu nedenle bunlara dalga fonksiyonları da denir.
Ortama bağlı olarak dalgalar mekanik, elektromanyetik ve gravitasyonal dalgalar olabilir. Sistemlerin kuantum durumunu tanımlayan fonksiyonlar da dalga olarak kabul edilebilir; bu nedenle bunlara dalga fonksiyonları da denir.
Animasyon dalgaların en önemli özelliklerini ses dalgaları aracılığıyla açıklar.
Ay Radarı Deneyimi (Zoltán Bay, 1946)
Ay'dan gelen radar yankıları ilk olarak 1946'da bu cihaz yardımıyla algılandı.
Basit Harmonik Hareket ile Dairesel Hareketin İlişkisi
Düzgün dairesel hareket yapan cismin kendi çapı üzerindeki izdüşümünün yaptığı hareket basit harmonik harekettir.
Ay'ın çekim kuvveti etkisiyle gelgit olayı olur.
Yaklaşan bir ses kaynağının sesinin uzaklaşaninkinden daha yüksek olduğu bilinen bir olgudur.
Kütleçekimsel Dalga (LIGO Gözlemevi)
Kütlesi büyük olan bir cisim hareket ederken ivme kazanınca etrafındaki uzay-zamanda dalgalanma oluşur; oluşan dalgalar kütleçekimsel dalga olarak adlandırılır.
Lazerler; dar, tek renkli, yüksek yoğunluklu ışık demetleri yaymak için uygun cihazlardır.
Kararsız atom çekirdeklerinin bozunması radyoaktivite olarak adlandırılır.
Şişe burunlu yunuslar, ses sinyallerinin yardımıyla yönlerini bulur.
Bilgisayarlı Tomografi Cihazı Nasıl Çalışır?
Animasyonda bilgisayarlı tomografi cihazının yapısı ve çalışması tanıtılıyor.
Yarasalar, ultrason yardımıyla avlanır ve yönlerini bulur.
Sesin oluşumu sırasında akciğerden çıkan hava ses tellerini titretir.
Tsunami, yıkıcı güce sahip dev dalgaların oluşturduğu doğal afettir.