Bir dalganın evresi, onun belirli bir noktaya ulaşma zamanının bir ölçüsüdür. Dalgalar büyüklükleri veya güçleri (genlikleri) ve frekansları (belirli bir zamandaki titreşim sayıları) ile nitelendirilir. Bir dalganın boyu ilave bir özelliktir ve doğrudan frekansla ilişkilidir. Belli bir hızda dalganın boyu ne kadar uzun olursa frekansı o kadar düşük olur.
İki (veya daha çok) dalga aynı genliğe ve frekansa sahip olabilir; ama birbirleriyle aynı veya farklı evreye sahip olabilirler. Bu iki dalganın tepeleri, aynı yere tam olarak aynı zamanda ulaşıyorsa onlara “eşevreli” (eşfazlı) denir. Ama birinin tepesi diğerininkinin çukuruyla oraya ulaşıyorsa, onlara “evre dışı” denir.
Eşevreli dalgalar:
Evre dışı dalgalar:
Continue reading “Evre (Faz)” »
Elektronik sistemleri,genel olarak bir bütün içerisinde çalışan ve birbiri ile uyumu sağlanmış devre elemanlarının bir araya getirilmesi ile oluşmuş sistemler bütünüdür.Elektronik devreler,insanlığın yararına sunulmuş ve insanların rahat yaşaması için tasarlanmıştır.Elektronik sistemler nelerdir?Bunu tek bir makalede irdelemenin imkanı yoktur.Tıpta kullanılan elektronik sistemlerinden fabrikalarda kullanılan elektronik sistemlere kadar,evlerimizde kullandığımız elektronik cihazlardan fabrikalardaki otomasyonu sağlayan cihazlara kadar binlerce ve de milyonlarca tip elektronik sistemler yer almaktadır.Ama temel prensip aynıdır…İnsanların rahat ve huzurlu yaşamalarını sağlamak.
Continue reading “Uzaktan Kumanda Sistemleri” »
1900 yılında Max Planck isimli bir bilim adamı bir sabit sayı keşfetti. Bu sayı ‘Planck Sabiti (h)’ olarak ismlendirildi. Bunun ardından birçok yeni fikirler üretilmeye başlandı. Planck, ışığı enerji paketcikleri olarak tanımladı ve bu paketciklerin her birinin enerjisini şu şekilde tanımladı:
Continue reading “Fotonların Enerjisi” »
İnsanlar ışığın doğasını anlamak için birçok çaba gösterdi, ama bu kolay olmadı. 1864 yılında James Clerk Maxwell ışığın elektromanyetik dalgalardan oluştuğunu farketti. Işığın değişen bir elektrik alanı (E) ve yine değişen ve elektrik alana dik olan bir manyetik alan (B)’den oluştuğu önermesinde bulundu. E ve B’nin oranı her noktada aynı idi. Ama bunlar diğer bildiğimiz su dalgası veya ip üzerindeki bir dalgaya hiç benzemiyorlardı; çünkü ilerleyebilmeleri için bir ortam gerekmiyordu ve Maxwell bu elektromanyetik dalgaların uzay boşluğunda 2.998 x 108 m/s ‘lik bir hızla ilerlediklerini gösterebildi. Her dalga gibi bu dalgalar da devamlı dalgalar idi. Yani parça parça değillerdi. Aşağıda bir elektromanyetik dalganın animasyonunu görmektesiniz: (Mavi alan elktrik alanı, yeşil alan ise manyatik alanı simgelemektedir.)
Continue reading “Elektromanyetik Dalgalar” »
Frekans bir olayın birim zaman (tipik olarak 1 saniye) içinde hangi sıklıkla, kaç defa tekrarlandığının ölçümüdür, matematiksel ifadeyle periyodun çarpmaya göre tersidir.
Ölçümü
Bir olayın frekansını ölçmek için o olayın belirli bir zaman aralığında kendini kaç kere tekrar ettiği sayılır sonra bu sayı zaman aralığına bölünerek frekans elde edilir.
SI birim sisteminde frekans, Hertz ile gösterilir. Bir Hertz, bir olayın saniyede bir tekrarlandığı anlamına gelir. Olayın iki Hertzlik bir frekansa sahip olması ise, olayın saniyede kendini iki kere yinelediğini ifade eder. Frekansı ölçmenin başka bir yolu ise olayın kendini tekrar etmesi arasında geçen süreyi tayin etmektir zira frekans bu sürenin çarpmaya göre tersi olduğundan dolaylı olarak elde edilebilir. İki yineleme arasında geçen süreye periyot denir ve fizikte genellikle T ile gösterilir.
f=1/T
Dalganın Frekansı
Bir dalganın frekansı, dalgaboyuyla ilişkilidir. Dalganın dalgaboyuyla frekansının çarpımı, o dalganın hızını belirler. Dolayısıyla dalgaboyu bilinen bir dalganın frekansı bu ilişki kullanılarak belirlenebilir.
f=v/λ
Bu ifadede v hızı λ (lambda) ise dalgaboyunu temsil eder. Özel bir durum olarak elektromanyetik bir dalga olan ışık boşlukta ışık hızıyla hareket ettiği için bu denklem
f=c/λ
ifadesine dönüşür. Dalgalar bir ortamdan başka fiziksel yoğunluğa sahip bir ortama geçtiklerinde frekansları değişmez ancak hızları ve dolayısıyla dalgaboyları değişir. Doppler Etkisi dışında frekans hiç bir fiziksel olay dolayısıyla değişmez, diğer bir deyişle evrensel bir fiziksel değişmezdir.
Örnekler
Orkestrada bütünlüğü sağlamak için akort sesi olarak verilen la notası 440 Hz frekansına sahip bir titreşimdir.
İnsan kulağı 20-20.000 Hz aralığındaki titreşimlere tepki gösterir.
Şebekeden dağıtılan elektrik, saniyede 60 kere salınan alternatif gerilimdir. Elektrikli eşyaların üzerinde AC 220V 60Hz uyarısı cihazın, 60 Hz’ lik 220 Volt genlikli alternatif gerilimle çalıştığı anlamına gelir.
Ultrason, insan kulağının işitmeyeceği kadar yüksek frekanslı ses dalgalarına verilen addır. öteses, ultrases de bu kavram için önerilen adlardandır.
Ses, cisimlerin titreşimi sonucunda meydana gelir. X – ray ışınlarının tersine ses elektromanyetik değildir. Ultrases akustik bir dalgadır. (Başka bir deyişle gaz, sıvı veya katı ortamdaki mekanik bir dalgadır). Sesin iletilebilmesi için bir ortam (madde) gereklidir. Sesin yayılımı bir yerden bir yerden başka bir yere enerji taşınımı şeklindedir. Ses dalgalarının yayılma hızı, ortamın yoğunluğuna bağlıdır.
Ses dalgaları 3’e ayrılır.
Infrasound (sesötesi) ; frekansı 20 hertz veya altındaki sestir.
İşitilebilir ses ; frekansı 20-20 000 hertz arasında olan işitilebilir sestir.
Ultrases ; 20 000 hertz üzerinde (2 – 15 MHz) frekansa sahip işitilemeyen sestir.
Ultrason Fiziği
Dalga boyu ve hız
Ultrasonik frekanslarda belli bir ortamdaki ses hızı sabit olduğu için Hız = Frekans x Dalga boyu denklemine göre frekans artınca sesin dalga boyu kısalmaktadır. Aradaki ilişki ters orantılı olduğu için yumuşak dokuda ses frekansı 1,5 Mhzden 3 Mhz çıkınca dalga boyu da 1mm den 0,5mm ye düşer. Ses şiddeti Watt / cm2 birimi ile ölçülür. Pratikte ses şiddeti Bel ( ile ölçülür.1B = 10 dB Madde Yoğunluk Ses Hızı (m/s)Hava 0.001 330Kemik 1.85 3360Kas 1.06 1570Yağ 0.93 1480Kan 1.0 1560 utrasonografi yankı temeline dayanması nedeniyle röntgen, tomografi ve manyetik rezonanstan farklıdır. Ultrasound farklı akustik yoğunluklu yumuşak doku yapıları arasındaki ara yüzeyleri ayır edebilir. Yansıyan ekoların yoğunluğu akustik ara yüzeye ve ses demetinin çarptığı açıya bağlıdır. Ses demetinin geliş açısı dik açıya ne kadar yakın ise o kadar az ses yansıması olur. Dik açıdan üç dereceden fazla sapma olması durumunda transduser yansıyan sesi yakalayamamaktadır.
Ultrason abdominal organlardan ve yumuşak dokulardan iyi bir şekilde geçerken, akciğerler ve gastrointestinal sistem gibi hava içeren organlarda da nakledilemezler. Kemikler de ultrasonu geçirmediklerinden, kemikler etrafında çevrelenen organlar ultrasound ile incelenemez. Ultarsound dalgasının yoğunluğu absorbsiyon, refleksiyon ve dağılmayla azalır. Doku absorbsiyonu ultrasound dalgasının frekansının artmasıyla artar. Ultrason demeti belli akustik özellikli bir dokudan farklı akustik özellikli bir dokuya geçtiği zaman ses demetinin bir bölümü yansır. Refleksiyon açısı genellikle gelme açısına eşittir. Yansıma ses demetinin dalga boyundan daha büyük ve düz bir düzey gerektirir. Örneğin diyafragma, damar duvarları ve birçok organların sınırları bu özellikteki yüzeylerdir.
kaynak: vikipedi
Ses hızı havada, deniz seviyesinde ve 15°C sıcaklıkta 340 metre/saniye olarak alınır.
Ses hızı frekansa bağlı olarak değişmez, her frekansta ses aynı hızda gider.
Havanın sıcaklık, yoğunluk durumuna göre sesin yayılma hızı değişir. Soğuk havada ses hızı azalır. Ses sıcak havadan soğuk havaya geçerken yayılma doğrultusunu değiştirir.
Sesin havadaki hızı yaklaşık olarak şu formülle hesaplanabilir:
chava=(331,5 + (0,6.v))ms-1
Formüldeki v (theta) sıcaklığın derece santigrad (°C) cinsinden ifadesidir.
Herhangi bir alanda, rüzgar arkadan eserse ses zemine doğru yönlenir. Rüzgar önden eserse, ses zeminden yukarı doğru yönlenir. Gündüz, zemin ısındığı için ses dalgaları ısı etkisi nedeniyle yukarı doğru yönelir. Gece, zemin soğuduğu için ses dalgaları daha uzağa gidecektir ve aşağıya doğru yönelir.
Denizde suyun yapısı yansıtıcı bir yüzey oluşturmaktadır. Bu nedenle denizde ses sakin bir ortamda 4-5 km. kadar uzağa gidebilir.
Hareketli ses kaynağının hızı, sesin yayılma hızını geçince, ses, patlama sesi olarak duyulur. Bu durumda dalga ışın gibi konik bir alana yayılır ve şok dalgaları olarak isimlendirilir. Böyle durumlarda sesin yayılma hızının kaynağın yayılma hızına oranına Mach sayısı denir.
Girişimin göze çarpan bir örneği ses dalgalarında gözlenebilir.şayet frekansları
çok az farklı olan iki ses kaynağı aynı anda uyarılırlarsa, işitilen ses
şiddetçe artar ve azalır. Bir anda yüksek şiddetde bir ses işitiriz, sonra kısa
bir an sessizlik olur ve bu böyle devam eder. Bu davranışın esası şekil www ‘de
şematik olarak gösterilmektedir. İki kaynaktan çıkan ses dalgaları yapıcı
şekilde girişim yaptıkları ve böylece birbirlerinin etkilerini arttırdıkları
zaman, yüksek şiddetde ses meydana gelir. Dalgalar bozucu bir şekilde üst üste
geldiklerinde ve böylece kısmen veya bütünüyle birbirlerinin etkilerini yok
ettiklerinde zayıf şiddette ses meydana gelir. Bu olaya vuru olayı ve bu düzgün
atışlara da vurular adı verilir.
Vurular meydana geldiğinde işittiğimiz
ses iki kaynağın frekanslarının ortalaması olan frekansa sahiptir:
Bir saniye içindeki vuruların sayısına vuru frekansı adı verilir
ve iki kaynağın frekansına eşittir:
Ses dalgaları, en önemli boyuna dalga örnekleridir. Bu dalgalar, herhangi bir
ortamda (yani gazlar, katılar ve sıvılar), ortamın özelliklerine bağlı olan bir
hızla yayılırlar. Ses dalgası, bir ortamda yayılırken; ortamın parçacıkları,
dalganın hareket doğrultusu boyunca yoğunluk ve hacim değişiklikleri üreterek
titreşir. Bu, parçacık hareketi, dalga hareketinin yönüne dik olan enine dalga
hareketindeki durumun tersidir.
Ses dalgaları şeklinde ortaya çıkan yer
değiştirmeler, denge konumundan itibaren her bir molekülün boyuna yer
değiştirmesini gerektirir. Bu sıkışma ve genişleme şeklinde yüksek ve alçak
basınç bölgelerinin oluşumuna yol açar. Bir mikrofonun diyaframındaki gibi, ses
dalgası kaynağı sinüsel olarak titreşirse, basınç değişimleri desinüsel olur.
Harmonik ses dalgalarının matematiksel tanımının, teldeki harmonik dalgaya özdeş
olduğunu göreceksiniz.
boylamsal dalgalar
Frekanslarına göre, boyuna mekanik dalgalar, üç gruba ayrılır:
İşitilebilir dalgalar, insan kulağının duyarlılık sınırları içinde olan
ses dalgalarıdır. Bu dalgalar 20 Hz ile 20.000 Hz frekansları arasındadır. Bu
sesler, değişik yollarla yaratıyabilir: müzik aletleriyle, boğazdaki ses
telleriyle ve hoparlör ile.
Sesaltı (infrasonic) dalgalar, işitilebilir
mertebenin altındaki frekansta olan boyuna dalgalardır. Deprem dalgaları bu
dalgalara örnektir.
Sesüstü (ultrasonik) dalgalar, işitilebilir
mertebenin üstünde frekansları olan boyuna dalgalardır. Örneğin, bu dalgalar,
bir kuartz kristaline, alternatif elektrik alanın uygulanmasıyla elde
edilebilir.
Gücü, bir halden diğerine dönüştüren herhangi bir aygıt,
transducer (dönüştürücü) olarak adlandırılır. Mikrofon ve kuartz kristal gibi,
seramik ve magnetik fonograf pikaplar da ses dönüştürücülerine ait genel
örneklerdir. Bazı dönüştürücüler, ultrasonik dalgalar yaratabilirler. Böyle
aygıtlar, ultrasonik temizleyicilerde ve sualtı denizciliğinde
kullanılır.
Ses, sıfır derecedeki havada, saniyede 331 m, 20 derecedeki
havada 343 m, sıfır derecedeki helyum gazı içinde 972 m ve sıfır derecedeki
hidrojen gazı içinde 1286 m; 25 derecedeki suda 1493 m, deniz suyunda 1533 m;
alüminyumda 5100 m, bakırda 3560 m ve yapay kauçukta 54 m hızla ilerler.
Bir otomobil veya kamyon, kornasını çalarak hareket ederken duyduğunuz sesin
frekansı, araç yaklaşırken daha yüksek, uzaklaşırken daha düşüktür. Bu, Doppler
olayına bir örnektir.
Genel olarak; Doppler etkisi veya olayı, kaynakla
gözlemci arasında bağıl bir hareket olduğu zaman ortaya çıkar. Kaynak ve
gözlemci birbirine doğru hareket ettiği zaman, gözlemci tarafından duyulan sesin
frekansı, kaynağın frekansından daha yüksektir. Kaynakla gözlemci birbirinden
uzaklaştığı zaman, gözlemcinin işittiği frekans kaynağın frekansından daha
düşüktür.
Doppler olayı çoğunlukla ses dalgalarıyla denenmiş olmasına
rağmen, tüm harmonik dalgalar için genel bir olaydır. Örneğin, ışık
dalgalarında, kaynağın ve gözlemcinin bağıl hareketleri ile üretilen bir frekans
kayması vardır. Doppler etkisi, polis radarları vasıtasıyla motorlu taşıtların
hızlarını ölçmekte kullanılır. Benzer şekilde, astronomi ile uğraşanlar
yıldızların, galaksilerin ve diğer gökcisimlerinin bağıl hareketlerini ölçmek
için bu etkiyi kullanırlar.
İlk olarak, o gözlemcinin hareketli ve ses kaynağının hareketsiz olduğu hali
ele alalım. Basit olması için, havanın hareketsiz olduğunu ve gözlemcinin
doğrudan kaynağa doğru hareket ettiğini kabul edeceğiz. Genellikle hareketsiz
sözü ortama göre “durgun” olmayı ifade eder; burada ortam havadır.
Kaynağın frekansı f , dalga boyuna l ve sesin hızını v olarak
alacağız. Gözlemcide hareketsiz olsaydı, açıkça saniyede f dalga cephesi
duyacaktı.( yani; v0 = 0 ve vs = 0 olduğu zaman, ölçülen
frekans kaynak frekansına eşit olurdu) gözlemci kaynağa doğru hareket ettiği
zaman, gözlemciye göre dalgaların hızı v’ = v + v0 olur, fakat l
dalga boyu değişmez. Bu nedenle gözlemci tarafından işitilen frekans artar ve
İle verilir. l = v/f olduğundan, f’yi
( Gözlemci kaynağa doğru hareket ediyor)
şeklinde ifade
edebiliriz.
Benzer şekilde ; gözlemci kaynaktan uzaklaşıyorsa ,
gözlemciye göre dalga hızı v’ =v-vo olur. Bu durumda gözlemci
tarafından duyulan frekans azalmıştır ve
(gözlemci kaynaktan uzaklaşıyor)
ile verilir. Genel olarak
gözlemci, durgun kaynağa vo hızı ile hareket ediyorsa, gözlemci
tarafından duyulan sesin frekansı
olur. Burada pozitif işaret gözlemci kaynağa doğru hareket ettiği
zaman, negatif işaret de gözlemci kaynaktan uzaklaştığı zaman kullanılır.