SES KIRINIMI: NELERDEN OLUŞUR, ÖRNEKLER, UYGULAMALAR - FIZIKSEL - 2025

Kırınım ses bir açıklık veya engel etrafında zaman ses eğrisi ve scatter meydana olgudur. Bu, tüm dalgalar için ortak bir şeydir: Ses dalgası bir açıklığa veya bir engele ulaştığında, düzleminin noktaları kaynak haline gelir ve diğer kırılanları yayar.

Ses, tam olarak havada ve ayrıca su ve katılarda hareket eden bir basınç dalgasıdır. Aynı zamanda bir dalga olan ışığın aksine, ses bir boşluktan geçemez. Bunun nedeni, ışığın tamamen farklı çalışmasıdır - elektromanyetik bir dalgadır.

Şekil 1. Olukta düzlem dalgası olayı ve kırınım. Kaynak: Pixabay

Kırınım olgusunun anahtarı, dalga boyuna göre engelin boyutudur: engel, dalga boyuyla karşılaştırılabilir boyutlara sahip olduğunda kırınım daha yoğundur.

Seste dalga boyu metre mertebesinde, ışığınki ise yüzlerce nanometre mertebesindedir. Ses insan ölçeğine sahipken, ışığın mikrop ölçeği vardır.

Ses ve ışık arasındaki dalga boyu ölçeğindeki bu büyük fark, bir köşedeki konuşmayı, sohbet edenleri gözlemleyemeden dinleyebilmemiz gerçeğinin arkasında.

Ve ışık dümdüz devam ederken, ses köşede kıvrılabiliyor. Ses dalgasının yayılmasındaki bu eğrilik olgusu, kesinlikle sesin kırınımıdır.

Ses

Ses, havada hareket eden ve duyulabilir aralığa dahil olan basınç dalgaları olarak anlaşılır.

Genç, işitme engelli bir insanın kulağının duyulabilir aralığı 20 Hz ile 20.000 Hz arasındadır. Bu aralık genellikle yaşla birlikte daralır.

Düşük tonlar veya frekanslar 20 Hz ile 256 Hz arasındadır. Orta tonlar 256 Hz ile 2000 Hz arasındadır ve yüksek tonlar 2 kHz ile 20 kHz arasındadır.

1 atm ve 0º C atmosferik basınçta havadaki ses hızı 331 m / s dir. Dalga boyu λ ile bir dalganın yayılma hızı v ile frekansı f arasındaki ilişki aşağıdaki gibidir:

v = λ⋅f

Bu ilişkiden, dalga boyunun aşağıdaki aralıklara sahip olduğuna sahibiz:

- Düşük tonlar: 16,5 m ila 1,3 m.

- Orta tonlar: 130 cm ila 17 cm.

- Yüksek tonlar: 17 cm ila 1.7 cm.

Ses kırınım örnekleri

Oditoryumun açık kapısı

Oditoryum veya konser salonu genellikle sesi emen ve yansımasını engelleyen duvarları olan kapalı bir alandır.

Ancak oditoryum kapısı açıksa, konser, orkestra gözden uzak kaldığında bile sorunsuz bir şekilde duyulabilir.

Kapının hemen önündeyseniz, tüm sesleri duyabilirsiniz. Ancak yan taraftaysa bas sesleri duyulurken tiz olanlar duyulmaz.

Bas sesleri uzun dalga boylarına sahiptir ve bu nedenle kapıyı çevreleyebilir ve arkasından duyulabilir. Hepsi kırınım olgusundan kaynaklanıyor.

Bir hoparlör kutusunun arkasında

Bir hoparlör veya hoparlör çok çeşitli dalga boyları yayar. Hoparlör kutusunun kendisi, arkasında bir ses gölgesi oluşturan bir engeldir.

Bu ses gölgesi, hoparlörün arkasından duyulamayan yüksek frekanslar için nettir, bas ve orta kısım üniteyi ters çevirdiği için duyulabilir.

Yukarıdaki deney en iyi açık alanda çalışır, çünkü sesin duvarlardan ve diğer nesnelerden yansıtılabileceği ve tüm tonların hoparlör kutusunun arkasında bile duyulmasına izin verebileceği dikkate alınmalıdır.

Sokaktaki müzisyen grubu

Sanatçıların görülemediği bir ara sokaktan sokakta çalan müzisyenlerin sesi duyuluyor.

Bunun nedeni, daha önce de söylediğimiz gibi, ışık düz bir çizgide hareket ederken sesin yönünün bükülüp köşeyi geçebilmesidir.

Ancak bu etki tüm dalga boyları için aynı değildir. Uzun dalgalı olanlar, kısa dalga boylarından daha fazla kırılır veya iki katına çıkar.

Bu nedenle müzisyenlerin görülemeyeceği enine sokakta, trompet ve keman gibi akut enstrümanlar iyi duyulamazken, davul ve bas davullar daha net duyulmaktadır.

Şekil 2. Sokakta ses kırınımı. Kaynak: kendi kendine

Ek olarak, uzun dalga boylu düşük tonlar, kısa dalga boylu yüksek frekanslı seslere göre mesafeyle daha az zayıflar.

Düşük frekanslardan yararlanan hayvanlar

Filler, akranlarıyla uzak mesafelerden iletişim kurmak için çok düşük frekanslı, çok uzun dalga boylu kızılötesi dalgalar yayarlar. Balinalar da bunu yapıyor, bu da onlara uzaktan iyi bir iletişim sağlıyor.

Ses kırınımı uygulamaları

Artmış işitme alanı

Bir hoparlörün geniş bir dinleme alanına sahip olması için, hoparlörün genişliği yaydığı sesin dalga boyundan daha az olmalıdır.

Ses kırınımından yararlanan özel bir korna tasarımı vardır: bu, dağılım boynuzudur.

Genel olarak, boynuzun diyaframı ne kadar büyükse, o kadar fazla alanı kapladığına inanılmaktadır. Bununla birlikte, dispersiyon boynuzunda, diyafram küçüktür ve şekli, ses kırınımı olgusundan yararlanarak sesin yükselmesini sağlayan şeydir.

Boynuzun şekli, yaydığı dalga boylarından daha küçük dikdörtgen bir ağız veya çıkış boynuzu gibidir.

Bu tip hoparlörün doğru montajı dikdörtgen ağzın kısa kenarı yatay, uzun kenarı dikey olacak şekilde yapılır. Bu şekilde, sesin zemine paralel olarak daha geniş bir yatay kapsama alanı ve yönlülüğü elde edilir.

Referanslar

1. Fizik / Akustik / Sesin yayılması. Kurtarıldı: es.wikibooks.org
2. Construpedia. Ses Kırınımı. Construmatica.com'dan kurtarıldı
3. Kırınım (ses). Kurtarıldı: esacademic.com
4. Fizik sınıfı. Ses dalgalarının kırınımı. Physicsclassroom.com adresinden kurtarıldı
5. Vikipedi. Kırınım (ses). Wikipedia.com'dan kurtarıldı