TYT Fizik: Titreşim ve Dalgalar

Giriş

• Dalgalar, TYT fizik sınavında %99 oranında soru gelen önemli bir konudur.
• Dalgalar konusundaki sorular genellikle zorlayıcı değildir.
• Konunun mantığı iyi kavrandığında, bu konudaki sorular kolaylıkla çözülebilir.
• Konunun önemli noktaları not alınarak ve tekrar edilerek soru bankasındaki soruların çözümü kolaylaşır.
• Deney videoları ve simülasyonlar ile konunun akılda kalıcılığı artırılabilir.

Titreşim ve Dalga Arasındaki Fark

• Titreşim, bir cismin denge konumundan ileri geri yaptığı salınım hareketidir.
• Dalga ise, oluşturulan bu titreşim hareketinin esnek bir ortamda yayılmasıdır.
• Sazın teline vurulduğunda telin hareketi titreşimdir, bu titreşimin hava moleküllerinde yarattığı şekil değişikliği ise dalgadır.
• Sivrisineğin kanatlarının hareketi titreşimdir, bu titreşimin hava moleküllerinde oluşturduğu şekil değişikliği dalgadır.
• Salıncağın hareketi titreşimdir.

Dalga Hareketi

• Dalga esnek bir ortamda ilerlerken, ilerleyen ortam değil dalganın enerjisidir.
• Dalga hareket ederken ortam hareket etmez, dalganın enerjisi hareket eder.
• Meksika dalgasında seyirciler sadece yukarı kalkıp yerine oturarak titreşim hareketi yapar, dalga ilerlerken seyirciler ileri doğru hareket etmez.
• Suya dokunulduğunda oluşan şekil değişikliği dalgadır, bu dalganın ileri doğru gitmesi dalga hareketidir.
• Su üzerindeki kağıt parçaları dalgayla birlikte ileri doğru hareket etmez, sadece yukarı kalkıp geri iner.

Dalgaların Sınıflandırılması

• Dalgalar, titreşim doğrultusuna göre enine ve boyuna olmak üzere ikiye ayrılır.
• Dalgalar, taşıdıkları enerjiye göre mekanik ve elektromanyetik olmak üzere ikiye ayrılır.
• Elektromanyetik dalgalar sadece enine dalgadır.
• Ses dalgaları sadece boyuna dalgadır.
• Yay ve deprem dalgaları hem enine hem de boyuna olabilir.
• Su dalgaları hem enine hem de boyuna dalgalardır.
• Mekanik dalgaların yayılması için ortama ihtiyaç vardır.
• Elektromanyetik dalgaların yayılması için ortama ihtiyaç yoktur.

Elektromanyetik Dalgalar

• Radyo dalgaları, radyo ve TV sektöründe kullanılır; enerjisi en küçük, dalga boyu en büyüktür.
• Mikro dalgalar, mikrodalga fırınlarda, radar sistemlerinde ve kablosuz Wi-Fi sistemlerinde kullanılır.
• Kızılötesi ışınlar, termal kameralarda çevreye yayılan ısıyı algılamak için kullanılır.
• Görünür ışık, kırmızı, turuncu, sarı, yeşil, mavi, mor renklerden oluşan ışıktır.
• Morötesi ışınlar, güneşten yayılır, sterilizasyon işlemlerinde kullanılır ve insan vücudunda D vitaminini aktif hale getirir.
• X ışınları, röntgen ve tomografi gibi aletlerde kullanılır, radyasyon içerdiği için insan sağlığına zararlıdır.
• Gama ışınları, radyoaktif bozulmalarda ve nükleer tepkimelerde ortaya çıkar, kanser tedavisinde kanserli hücrelerin öldürülmesi için kullanılır.

Mekanik ve Elektromanyetik Dalgalar

• Mekanik dalgalar, yayılması için ortama ihtiyaç duyan dalgalardır (deprem, su, yay, ses).
• Elektromanyetik dalgalar, yayılması için ortama ihtiyaç duymayan dalgalardır (ışık).
• Elektromanyetik dalgalarda dalga boyu en büyük olan radyo dalgaları, en küçük olan gama ışınlarıdır.
• Radyo dalgalarının insan vücuduna herhangi bir zararı yoktur.

Boyuna ve Enine Dalgalar

• Enine dalgalar, titreşim doğrultusu ile ilerleme doğrultusu birbirine dik olan dalgalardır (elektromanyetik dalgalar).
• Boyuna dalgalar, titreşim doğrultusu ile ilerleme doğrultusu birbirine paralel olan dalgalardır (ses dalgaları).
• Yay dalgaları hem enine hem de boyuna olabilir.
• Su dalgaları hem enine hem de boyuna dalga özelliği gösteren özel bir dalga çeşididir.

Periyodik Dalgalar

• Periyodik dalga, esnek bir ortamda yay ucunun düzenli aralıklarla titreştirilerek elde edilen atmaların yayılmasıdır.
• Atma, yayın denge noktasından sadece yukarı veya aşağı doğru hareket ettirilmesiyle oluşan şekildir.
• Periyodik dalga oluşturmak için denge noktasından hem yukarı hem de aşağı doğru düzenli hareketler yapılmalıdır.
• Frekans, birim zamanda oluşturulan dalga sayısına denir (birimi Hertz veya saniye üzeri -1'dir).
• Periyot, bir tam dalganın oluşması için geçen süredir (birimi saniyedir).
• Frekans (f) ve periyot (T) birbirinin tersidir: f = 1/T.
• Frekans ve periyot kaynağa bağlıdır.
• Dalga boyu, ardışık iki tepe veya iki çukur arasındaki uzaklığa denir (birimi metredir).
• Dalga boyu, periyodik bir dalga üzerinde kendisini tekrar eden ardışık iki özdeş nokta arasındaki mesafedir.

Dalga Boyu, Hız, Periyot İlişkisi

• Dalgalarda kullanılan temel denklem: dalga boyu = hız x periyot (λ = V x T).
• Periyot yerine 1/frekans yazılabilir: λ = V x (1/f).
• Frekans artarsa dalga boyu azalır, periyot artarsa dalga boyu artar.
• Hız, dalgaların yayıldığı ortamın cinsine bağlıdır.

Genlik

• Genlik, dalganın denge konumundan maksimum ayrılma miktarına denir (birimi metredir).
• Genlik, dalganın enerjisi ile ilgilidir.
• Dalgaların genliği enerjisi ile orantılıdır, dalga boyu ile bir alakası yoktur.
• Dalga boyu büyük, genliği küçük dalgalar olabildiği gibi, dalga boyu küçük, genliği büyük dalgalar da olabilir.

Dalga Hızı

• Hız yalnızca dalgaların yayıldığı ortama bağlıdır.
• Ortam değişmediği sürece hız değişmez.
• Yay dalgalarında hız, yayın ince veya kalın olmasına göre değişir.
• Su dalgalarında hız, suyun derinliğine göre değişir.
• Elektromanyetik dalgalarda hız, ortam değiştirdiğinde değişir.
• Frekans ve periyot yalnızca kaynağa bağlıdır.
• Hız sadece ortama bağlıdır.
• Dalga boyu hem hıza hem de periyoda bağlıdır.

Örnek Sorular ve Çözümleri

• Dalga boyu, hız ve frekans arasındaki ilişkiyi kullanarak problemler çözülür.
• Ardışık tepe noktaları arasındaki ilişki kullanılarak dalga boyu hesaplanır.
• Aynı ortamda veya aynı frekansta üretilen dalgalar için denklemler basitleştirilerek çözümler bulunur.
• Dalga boyu, genlik ilişkisi ve periyodik dalgaların özellikleri ile ilgili sorular çözülür.
• Homojen bir ortamda üretilen periyodik dalgaların değerleri verilerek yargılar değerlendirilir.