10. Sınıf Fizik: Yay Dalgaları

• Bu notlar, 10. sınıf 2. dönem fizik yazılısına hazırlık için Tonguç Akademi tarafından hazırlanan bir videoyu temel almaktadır.
• Video içeriği, MEB'in (Milli Eğitim Bakanlığı) yayınladığı örnek sorular dikkate alınarak hazırlanmıştır.

Yay Dalgaları

• Yay dalgaları hem enine hem de boyuna titreşimlerle oluşur.
• Yay dalgaları boşlukta yayılamaz.
• Ardışık iki tepe veya ardışık iki çukur arasındaki mesafe bir dalga boyu (λ) olarak adlandırılır.
• Kısa süreli oluşturulan dalgalara atma denir.
• Atmanın genişliği ve genliği önemlidir.
• Genlik, uygulanan enerjiye bağlıdır.
• Atmanın hızı, ilerleme hızı (V) ile geçen süre (ΔT) çarpımıyla bulunur: x = V * ΔT.
  • Burada x, atmanın genişliğidir.
  • V, atmanın hızıdır.
  • ΔT, atmanın oluşturulma süresidir.
• Oluşturulma süresi artarsa genişlik de artar.

Atmaların Yayılması ve Hızı

• Dalgalar ilerlerken ortam ilerlemez; dalga ortamı kullanır ve üzerinden kayar.
• Ortam üzerindeki noktalar yukarı aşağı titreşir.
• Atmanın hızı, yayı geren kuvvete (F) ve yayın birim uzunluğunun kütlesine (μ) bağlıdır: V = √(F/μ).
  • μ (mü), yayın birim uzunluğunun kütlesidir (kütle/uzunluk).
• Aynı yaydan daha uzun bir parça alınırsa μ değişmez. Kalın yayda dalga daha yavaş ilerler.

Yay Dalgalarında Yansıma ve İletim

• Sabit uçtan yansımada, baş yukarı gelen atma baş aşağı döner.
  • Genişlik değişmez (eğer enerji kaybı yoksa).
  • Genlik değişmez (eğer enerji kaybı yoksa).
• Serbest uçtan yansımada, baş yukarı gelen atma yine baş yukarı döner.
  • Genlik değişmez (eğer enerji kaybı yoksa).
  • Genişlik değişmez (eğer oluşturulma süresi ve hız değişmiyorsa).

Ortam Değiştiren Atmalar

• İnce yaydan kalın yaya geçişte:
  • O noktası sabit uç gibi davranır.
  • Yansıyan atma baş aşağı olur.
  • İletilen atma aynen iletilir (baş yukarı).
  • Kalın yayda hız daha küçüktür.
  • Gelen ve yansıyan aynı ortamda olduğundan hızları eşittir.
  • İletilenin genişliği daha küçüktür (çünkü daha yavaştır).
  • Gelenin genliği yansıyanın genliğinden büyüktür.
• Kalın yaydan ince yaya geçişte:
  • O noktası serbest uç gibi davranır.
  • Yansıyan atma baş yukarı olur.
  • İletilen atma aynen iletilir (baş yukarı).
  • İletilenin hızı daha büyüktür.
  • İletilenin genişliği daha büyüktür.
  • İletilenin genliği gelenden büyüktür (gözlem sonucu).

Atmaların Birbiri İçinden Geçişi

• Aynı fazda olan atmalar (örneğin, iki baş yukarı atma) yapıcı girişim yapar ve birbirlerini destekler.
• Zıt fazda olan atmalar (bir baş yukarı ve bir baş aşağı atma) bozucu girişim yapar ve birbirlerini söndürür.

Su Dalgaları

• Su yüzeyindeki titreşimler sonucu oluşur.
• Hem enine hem de boyuna dalgalardır.
• Mekanik dalgalardır (ortama ihtiyaç duyarlar).
• Dalga ilerlerken ortam ilerlemez.
• Doğrusal su dalgaları tepe ve çukurlardan oluşur; tepeler aydınlık, çukurlar karanlık görünür.
• Dairesel su dalgaları, bir noktanın batıp çıkmasıyla oluşur.
• Tepe ve çukurlara dalga cephesi de denir.

Su Dalgalarında Yansıma

• Doğrusal dalgaların düzlem engelden yansıması: Eğer enerji kaybı yoksa genlik değişmez ve hız aynı kalır.
• Gelen dalgalar ile engel arasında bir açı varsa, hareket doğrultusu ışın gibi düşünülerek yansıma açısı hesaplanır.
• Dairesel dalgaların düzlem engelden yansıması, sanki arka tarafta simetrik bir kaynak varmış gibi olur.
• Su dalgalarının parabolik engelden yansıması:
  • Doğrusal gelen dalgalar odak noktasında toplanır.
  • Odak noktasından çıkan dairesel dalgalar yansıdıktan sonra doğrusal dalga olurlar.
• Tümsek engele gelen doğrusal dalgalar, sanki arka tarafta odak noktasında bir kaynak varmış gibi yansır.

Ortam Derinliğinin Su Dalgalarının Yayılma Hızına Etkisi

• Derin ortamda dalgalar daha hızlı, sığ ortamda daha yavaş ilerler.
• Dalga boyu (λ), dalgaların yayılma hızı (V) ile periyot (T) çarpımıdır: λ = V * T.
• Dalgalar ortam değiştirirken frekans (F) ve periyot (T) değişmez; yalnızca kaynağa bağlıdır.
• Straboskob, su dalgalarının frekans ve dalga boyunu ölçmeye yarar.
  • Dalgaların duruyormuş gibi gözlemlenmesi için stroboskopun frekansı ayarlanır.

Doğrusal Su Dalgalarında Kırılma

• Dalgalar sığ ve derin ortamları ayıran yüzeye farklı bir açıyla gelirse kırılma meydana gelir.
• Kırılma, dalgaların hızını, dalga boyunu ve hareket doğrultusunu değiştirir.
• Derin ortamdan sığ ortama geçerken dalgaların hızı azalır.

Ses Dalgaları

• Boyuna dalgalardır.
• Yayılabilmesi için maddesel ortama ihtiyaç duyar.
• Ortamdaki moleküllerin sıkışıp gevşemesiyle oluşur (sıkışma ve seyrekleşme).
• Ses küre şeklinde yayılır.
• Ses dalgalarının özellikleri:
  • Yükseklik (frekans): İnce (tiz) veya kalın (pes) ses.
  • Şiddet (enerji): Sesin yüksekliği (desibel).
  • Tını: Kaynağın farklılığından kaynaklanır (örneğin, aynı notanın farklı enstrümanlarda farklı duyulması).
• Yayılma hızı, maddenin yoğunluğuna ve sıcaklığına bağlıdır. Katılarda en hızlı, gazlarda en yavaş ilerler.
• Sıcaklık arttıkça sesin yayılma hızı artar.
• İnce çubuklar daha tiz, kalın çubuklar daha pes ses çıkarır.
• Kısa tel daha tiz, uzun tel daha pes ses çıkarır.
• Gergin tel daha tiz, gevşek tel daha pes ses çıkarır.
• Tokmakla vurulduğunda az su dolu şişe daha tiz, çok su dolu şişe daha pes ses çıkarır.
• Üflendiğinde az hava olan şişe daha pes, çok hava olan şişe daha tiz ses çıkarır.
• Kaynaktan uzaklaştıkça sesin şiddeti azalır.
• Yankı, sesin sert bir yüzeye çarpıp yansımasıdır.
• Rezonans, bir titreşim hareketine eşit frekansta enerji aktarılırsa titreşim genliğinin büyümesidir.
• Gürültü, uğultu ve ses kirliliği rahatsız edici seslerdir.
• Ses dalgaları tıpta (ultrason), denizcilikte (sonar), coğrafyada (haritalama) ve sanatta (müzik) kullanılır.

Deprem Dalgaları

• Fay hatlarındaki enerjinin boşalmasıyla meydana gelir.
• Hem enine hem de boyuna yayılabilen mekanik dalgalardır.
• Sismolog, deprem ile ilgili çalışan bilim insanıdır.
• Sismograf, depremin büyüklüğünü ölçen cihazdır.
• Odak noktası, depremin enerjisinin ortaya çıktığı noktadır.
• Merkez üssü, odak noktasına en yakın olan dünya yüzeyindeki noktadır.
• Depremin büyüklüğü, açığa çıkan enerjinin bir ölçüsüdür (Rihter ölçeği).
• Depremin şiddeti, çevreye verdiği zararın bir ölçüsüdür.
  • Depremin büyüklüğü ile şiddeti birbirinden farklı kavramlardır.

Işığın Davranış Modelleri

• Dalga modeli: Maxwell, Young, Hertz, ve Hugen ışığın dalga şeklinde yayıldığını savunmuştur.
• Tanecik modeli: Einstein, Planck, Newton, ve Compton ışığın tanecikler şeklinde yayıldığını savunmuştur. Bu modele göre ışık enerji paketleri şeklindedir.
• Işık ve ışık olaylarını inceleyen fiziğin alt dalına Optik denir.
• Işık şiddeti (I), noktasal bir kaynağın birim zamanda belli bir doğrultuda yaydığı ışık enerjisidir. Birimi kandela (cd) dir.
• Işık akısı (Φ), bir kaynaktan birim zamanda her yöne yayılan toplam ışık enerjisidir. Birimi lümen (lm) dir. Φ = 4π * I.
• Aydınlanma şiddeti (E), birim yüzeye düşen ışık akısıdır. Birimi lüks (lx) dir. E = Φ / A = I / r².
• Aydınlanma şiddeti aynı zamanda yüzey normali ile yaptığı açıyı da dikkate alır. Bu durumda aydınlanma azalır. E = I * cosα / r².