Ses Ve Ses Dalgaları Nasıl Oluşur, Nasıl İletilir?

Bu yazıda, insan kulağının olağanüstü duyarlılığı ve sesin nasıl oluştuğu ele alınıyor. Ayrıca ses dalgalarının yapısı ve özellikleri inceleniyor. Sesin oluşumundaki temel prensipler ve frekans aralıkları da açıklanıyor. Sesin fiziksel özellikleri, duyma eşiği ve frekansları hakkında bilgi sahibi olacaksınız.”

İnsan Kulağı

İnsan kulağı olağanüstü duyarlı ve kuvvetli bir organdır. Genç ve sağlıklı kulaklar, hava moleküllerinin bitmek bilmez termal hareketlerini, tam duyma eşiğinde neredeyse algılarlar. Kulaklarımız biraz daha duyarlı olsaydı, moleküler çarpışmaların kesintisiz gürültüsünü duymaktan dolayı aklımızı kaçırırdık.

Duyma aralığının en üst ucunda, hemen ağrı eşiğinde ise, kulaklarımız ağrı eşiğinde ise, kulaklarımız havalanmakta olan bir jetin yanında durmaya güçlükle dayanabilir. Böyle bir durumda ses basıncı, duyma eşiğindeki ses basıncının bir milyon katıdır. Sesin enerji yoğunluğu ise (birim alan başına düşen güç) bir milyon kare milyon, yani ses basıncının karesi kadar büyüktür.

Ses, mekanik bozulmaya uğrayan bir denge durumunun, esnek yapılı bir aracı ortam içinde yayılmasıyla oluşur. Sözkonusu ortam gaz, sıvı veya katı olabilir. Bozulma hava yoluyla, yaklaşık 330 m/sn, su içinde yaklaşık 1500 m7sn ve cam içinde yaklaşık 5500 m/sn hızla iletilir. Ama gerçek anlamdaki bir boşluk sessizdir: Işığın aksine ses, gezegenlerarası uzayda iletilmez çünkü burada esnek bir ortam yoktur.

Ses Dalgası

Ses dalgası, yapısı itibarıyla boylamsal bir dalgadır ve bu dalga içinde ortam, yayılım yönünde, ileri-geri hareket eder. Havada ise ses dalgası geçerken moleküller sıralı şekilde sıkışır ve seyrelir ama yerleri kalıcı olarak değişmez. Dalga geçtikten sonra aracı-ortam aynı pozisyonda kalır. Maksimum geçici yer değiştirme dalganın genliğini verir genlik de ses basıncını belirler.

Duyma eşiğindeki yer değiştirme bir metrenin milyonda birinin milyonda biridir (bir hidrojen atomu çarpının beşte biri) ve dalganın tepe noktası ile en düşük noktası arasındaki basınç farkı bir pascalın binde iki yüzü kadardır (bunu yaklaşık 100,000 Pa olan normal atmosferik basınçla karşılaştırın).

Işık gibi ses de yansıyabilir, kırılabilir, sapabilir, dağılabilir ama kutuplaşmaz çünkü hareketinin tek bir (boylamsal) bileşeni vardır. Sesin de dalga boyu ve pitch/perde diye bilinen frekansı vardır. İnsanlar için 20-20,000 Hz (20 kHz) aralığındaki ses frekansları duyulabilir niteliktedir. Bu aralıkta en yüksek duyarlık 3 oktav bant genişliğinde 500 Hz ile kHz arasındadır.

Gerçi yüksek frekanslara karşı duyarlık yaşla birlikte azalır ve kadınlar genellikle aynı yaştaki erkeklere kıyasla bir yüksek perdedeki notaları duyabilirler. Hayvanların frekans aralığı ise farklıdır. Köpekler duyulamayacak kadar yüksek perdeden ıslıkları duyabilir, yarasa ve yunuslar ise avlanma ve iletişimde yön belirlemek için, insan tarafından duyulabilenden 15 kHz’ye kadar değişebilen frekansları kullanırlar.