Ses Fiziği Nedir?

Ses Nedir?

Ses, maddeden oluşan bir ortamda (elastik) mekanik titreşimler halinde yayılan dalgalardır. Ses bir enerjidir çünkü bir kaynağın enerjisi ile oluşup yayılır. Uluslararasi Birim Standardına (SI) göre birimi Joule(J)’dur. Sesin kuvvetine gürlük adı verilir ve desibel (dB) ile ölçülmektedir.

Ses Fiziği Nedir?

Çevremizde duyduğumuz her sesin, hatta duyamadığımız seslerin bile kaynağında titreşim olmalıdır. Ses kaynağından oluşan titreşim, frekansı çok yüksek olduğundan dolayı gözle görülmez. Bunun dışında ses maddesel olmayan yerlerde yayılamaz. Sesten söz edebilmek için birbirinden bağımsız 3 özelliğin bir arada bulunması gerektiği ortaya çıkar:

Kaynak
İletici ortam
Kulak

Bu üç özellikte birbirlerine tek bir zincir ile bağlıdır: Dalga hareketi.

2. Ses Dalgası ve Oluşumu

Dalga hareketi, madde titreşiminin bir sonucudur. Ses Dalgasının oluşması için önce bir titreşimin oluşturulması gerekir. Titreşimi oluşturan kaynağa da ‘ses kaynağı’ denir. Maddesel ortama aktarılan enerji katı,sıvı ve gaz halindeki molekülleri titreştirir , bu enerji ortamda bulunan diğer molekülleri titreştirir ve ses dalgalar halinde yayılır.
Titreşim ile oluşan döngüsel ve kulak ile algılanabilen dalgalara ‘ses dalgası’ denir.

2.1. Ses Dalgasının Özellikleri
2.1.1. Frekans-Periyot

Sesin saniyedeki titreşim sayısına frekans denir. Yani bir olayın genel olarak 1 saniye içinde kaç kere, hangi sıklıkla tekrarlandığının ölçümüdür. Bir olayın frekansını ölçmek için o olayın belli zaman aralıklarında kendini kaç kez tekrar ettiği sayıldıktan sonra bulunan sayı zaman aralığına bölünür ve böylece frekans elde edilmiş olur. Hertz (Hz) birimi ile tanımlanmaktadır (Hertz; bir olayın saniyede bir tekrarlanması). İnsan kulağı saniyede 20 Hz ile 20.000 Hz arasında titreşim yapan ses dalgalarına tepki gösterir.

Periyot ise; iki yineleme arasında, tam bir dalga oluşması için geçen süreye denir ve T ile gösterilir. Frekans ile ters orantılıdır. Birimi ise saniyedir.
Dalganın bir periyotluk süre içinde kalan kısmına dalganın devri denir. Formülü: T=1/F

2.1.2. Amplitüd

Periyodik bir dalganın uzanımının ulaştığı en büyük değere,amplitüd (genlik Dalga yüksekliği) denir. Dalganın gücü ile doğru orantılıdır. Amplitüd fiziksel bir niceliktir. Bu sebeple, amplitüd azlığı ya da çokluğu, insan kulağına gelen ses şiddetinin azlığı ya da çokluğu demektir. Ses dalgasının amplitüdü sesin şiddetini oluşturmaktadır.

2.1.3. Dalga Boyu-Dalga Hızı

De Broglie tarafından keşfedilmiştir. Bir dalga örüntüsünün tekrar eden birimleri arasındaki mesafeye dalga boyu denir. Yunanca lamda(λ) harfi ile gösterilir. Genel anlamda dalga boyu ile frekans ters orantılıdır. Yanı dalga boyu uzadıkça frekans azalır.

Formülü: λ=v/f
(λ :dalga boyu, v:hızı, f:frekans)

Dalga hızı: Titreşimin ilerleme hızına dalga hızı denir. V sembolü ile gösterilir.Standart birimi m/s’dir.

Dalganın hızı l=V.T bağıntısı ile ifade edilir. Hız frekans cinsinden l.f=V şeklindedir. Bir dalganın hızı eğer dalganın ilerlediği ortam değişmiyorsa sabittir. Eğer dalga ortam değiştiriyorsa dalganın ilerleme hızı da değişecektir.

2.1.4 Ses Şiddeti

Sesin kulak ile duyulan yüksekliğine denir. Şu şekilde açabiliriz. Farklı uzaklıklardan gelen farklı seslerin duyulmasına denir. Birimi desibel (dB)’dir ve desibel insan kulağının duyabildiği en küçük ses şiddetidir.

2.1.5 Ses Basıncı

Sesi karakterize eden bir büyüklüktür. Ortamın bir noktasındaki ses basıncı, o noktadaki ani basıncın ortam statik basıncından farkı olarak tanımlanır ve
p(t) ile gösterilir.  Ses Basınç değeri değişken olup, elektriksel alternatif gerilim ve akımda
olduğu gibi ( p ) tepe değeri ve ( p ) efektif değeri vardır. Ses Basıncı birimi ( bar ) santimetre kare başına 0,001 gramlık basınç kuvvetine eşittir. Ses Basıncı için mikrobar, Newton/m2 gibi birimler kullanılmaktadır.

2.1.6 Sesin Perdesi

Perde, düşük frekanstan yüksek frekansa uzanan bir ölçek üzerinde seslerin sıralanmasına yardım eden işitsel duyu olarak tanımlanmaktadır. Frekansla beraber artar veya azalır. Perde, frekansın fiziksel özelliğine psikolojik bir tepkidir. Kavram olarak benzeseler de perdeni subjektif duyumu sadece frekansa bağlı değildir. Eğer notanın frekansı ikiye katlanırsa, perde tam olarak bir oktav atar. Ancak, perde aynı zamanda notanın şiddetine bağlıdır.

Sesin perdesi frekansı ile ilgilidir. Frekansı yüksek seslere ince (tiz), frekansı düşük seslere kalın (pes) denir.

2.1.7 Sesin Tınısı

Onu tanıtan bir özelliğidir. Müzik ölçeğinde herbir nota farklı bir tınıya sahiptir. Sesin tınısı da yine frekansa bağlı bir özelliktir. Yüksek tınılı seslerin frekansı da büyüktür.Sesin tınısı ses kaynağını yapısını belirler.
Subjektif bir kavram olan tını, frekans ve perde arasındaki ilişki doğru olmadığından ‘Mel’ olarak isimlendirilen bir birim kullanılarak ölçülür. Bu birim perdedeki eşit artışlara karşılık gelmekte ve bu artışları frekansla ilişkilendirmektedir. Frekansı oluşturan saniyedeki periyot sayısı, ne kadar fazla olursa ses o kadar tiz; ne kadar az olursa, o kadar pes niteliğe bürünür.

2.1.8 Sesin Gürlüğü

Sesin zayıf ya da kuvvetli olmasına şiddet (gürlük) denir. Sesin şiddeti, ses dalgalarının enerjisine ve genliğine bağlıdır. Genlik büyükse ses şiddetli, küçükse ses zayıf duyulur.
Ses Şiddeti düzeyi, şiddetin belli bir frekanstaki referans ses şiddetine oranlaması ile hesaplanır veya bu kurala göre çalışan aygıtlarla ölçülür. Bu sebeple subjektif bir ölçüdür. Oysa kulak farklı frekanslardaki sesleri, şiddetleri veya basınçları aynı olsa bile farklı şiddetlerle algılar.

Her kulağa göre değişen bu subjektif ses algılanmasına sesin yüksekliği denir ve ‘Fone’ birimi ile ölçülür. Farklı frekanslarda sesin aynı gürlükte algılanmasını sağlar.

‘Sone’ kavramı ise, 40 dB SL’de 1000 hz’lik bir sesin gürlüğüdür. Aynı frekanstaki sesin gürlük katsayısının ifadesidir.

Yazan: Derya Naz ALTUĞ

Ses Fiziği: Ses Nedir?

Kaynak*

Kaynak**

YouTube Kanalımız

Leave a reply

Please enter your comment!
Please enter your name here