Fizikte Dalgalar: tanımı, türleri, formülleri

Dalgalar, maddeyi, sadece enerjiyi taşımadan uzayda yayılan rahatsızlıklardır.

Bir dalgaya neden olan elemente kaynak denir, örneğin bir nehrin sularına atılan bir taş dairesel dalgalar üretecektir.

Bir sıvının yüzeyindeki dairesel dalgalar

Dalga örnekleri şunlardır: diğerleri arasında deniz dalgaları, radyo dalgaları, ses, ışık, x-ışını, mikrodalga.

Fiziğin dalgaları ve özelliklerini inceleyen bölümüne dalgalı denir.

Dalga Karakteristikleri

Dalgaları karakterize etmek için aşağıdaki miktarları kullanırız:

• Genlik: dalganın denge (dinlenme) noktası ile tepe arasındaki mesafe ile işaretlenen dalganın yüksekliğine karşılık gelir. "Tepe" dalganın maksimum noktasını gösterirken, "vadi" minimum noktayı temsil eder.
• dalga boyu: Yunan harfi lambda (λ) ile temsil edilir, birbirini izleyen iki vadi veya tepe arasındaki mesafedir.
• hız: (v) harfi ile temsil edilen bir dalganın hızı, yayıldığı ortama bağlıdır. Yani bir dalga yayılma ortamını değiştirdiğinde hızı da değişebilir.
• Sıklık: (f) harfi ile gösterilir, uluslararası sistemde frekans hertz (Hz) olarak ölçülür ve belirli bir zaman aralığındaki dalga salınımlarının sayısına karşılık gelir. Bir dalganın frekansı yayılma ortamına bağlı değildir, sadece dalgayı üreten kaynağın frekansına bağlıdır.
• zaman kursu: (T) harfi ile gösterilir, periyot bir dalga boyunun zamanına karşılık gelir. Uluslararası sistemde periyot ölçü birimi saniye(s)'dir.

dalga türleri

gelince doğa, iki tür dalga vardır:

• mekanik dalgalar: Yayılımın gerçekleşmesi için mekanik dalgaların maddi bir ortama, örneğin ses dalgalarına ve bir sicim üzerindeki dalgalara ihtiyacı vardır.
• Elektromanyetik dalgalar: bu durumda, dalganın yayılması için örneğin radyo dalgaları ve ışık gibi bir maddi ortamın olması gerekli değildir.

Dalga Sınıflandırması

Göre dalga yayılma yönü, sınıflandırılırlar:

• Tek boyutlu dalgalar: bir yönde yayılan dalgalar.
  Örnek: bir ipteki dalgalar.
• iki boyutlu dalgalar: iki yönde yayılan dalgalar.
  Örnek: bir gölün yüzeyinde yayılan dalgalar.
• üç boyutlu dalgalar: olası tüm yönlerde yayılan dalgalar.
  Örnek: ses dalgaları.

Dalgalar ayrıca şu şekilde sınıflandırılabilir: titreşim yönü:

• Uzunlamasına dalgalar: kaynak titreşimi, dalga yer değiştirmesine paraleldir.
  Örnek: ses dalgaları

• Enine dalgalar: titreşim, dalga yayılımına diktir.
  Örnek: bir dizede dalga.

formüller

Periyot ve frekans arasındaki ilişki

Periyot, frekansın tersidir.

Böylece:

yayılma hızı

Hız, frekansın tersinin periyodu yerine koyarak, frekansın bir fonksiyonu olarak da hesaplanabilir.

Sahibiz:

Misal

Frekansı 5Hz ve dalga boyu 0.2 m olan bir dalganın periyodu ve yayılma hızı nedir?

Periyot frekansın tersi olduğundan, o zaman:

Hızı hesaplamak için dalga boyunu ve frekansı şu şekilde kullanırız:

Dalgalı Olaylar

yansıma

Belirli bir ortamda yayılan bir dalga, bir engelle karşılaştığında yansımaya maruz kalabilir, yani yayılma yönünü tersine çevirebilir.

Yansıma üzerine dalganın dalga boyu, yayılma hızı ve frekansı değişmez.

Bir örnek, bir kişinin bir vadide bağırması ve birkaç saniye sonra sesinin yankısını duymasıdır.

Işık yansıması sayesinde cilalı bir yüzeyde kendi görüntüümüzü görebiliriz.

Bir gölün sakin yüzeyine yansıyan görüntü

Refraksiyon

Kırılma, bir dalga yayılma ortamını değiştirdiğinde meydana gelen bir olgudur. Bu durumda hız değerinde ve yayılma yönünde bir değişiklik meydana gelebilir.

Sahildeki dalgalar, kırılma fenomeni nedeniyle kıyıya paralel olarak kırılır. Su derinliğindeki (yayılma ortamı) değişiklik, dalgaların yönünü değiştirerek onları kıyıya paralel hale getirir.

Kırınım

Dalgalar engellerin etrafından dolanır. Bu olduğunda, dalganın kırındığını söyleriz.

Kırınım, örneğin duvarın diğer tarafındaki bir kişiyi duymamızı sağlar.

Bir engelden geçerken dalgalar saçılır.

Girişim

İki dalga bir araya geldiğinde, genlikleri arasında girişim adı verilen bir etkileşim meydana gelir.

Girişim yapıcı (artan genlik) veya yıkıcı (azalan genlik) olabilir.

duran dalgalar

Duran dalgalar, eşit ve zıt yönlerdeki periyodik dalgaların üst üste binmesiyle oluşur.

Yapıcı ve yıkıcı girişim meydana geldiğinde, titreşen noktalar ve titreşmeyen noktalar sunarlar.

Gitar telleri gibi sabit uçlu bir tel üzerinde duran dalgalar üretebiliriz.

Her şeyi bilin:

• Ses dalgaları
• ses hızı
• ışık hızı
• Enerji
• yerçekimi dalgaları
• Fizik Formülleri

Giriş Sınavı Alıştırmaları

1. (ENEM - 2016)

Bir hastanın kalbinin durumunu değerlendirmek için kullanılan bir test olan elektrokardiyogram, belirli bir süre boyunca kalbin elektriksel aktivitesinin bir kaydıdır. Şekil, hoş bir sıcaklık ortamında dinlenmiş, sigara içmeyen yetişkin bir hastanın elektrokardiyogramını temsil etmektedir. Bu koşullar altında, dakikada 60 ila 100 atış arasında bir kalp atış hızı normal kabul edilir.

Sunulan elektrokardiyograma dayanarak, hastanın kalp atış hızının

normal değil.
b) ideal değerin üzerinde
c) ideal değerin altında
d) alt sınıra yakın
e) üst sınıra yakın

Yanıtı Gör

Alternatif c) ideal değerin altında

2. (ENEM 2013)

Uçakla seyahat ederken, yolcuların çalışması elektromanyetik dalgaların emisyonunu veya alımını içeren tüm cihazları kapatmaları istenir. Prosedür, pilotların kontrol kulesi ile telsiz iletişimine müdahale edebilecek radyasyon kaynaklarını ortadan kaldırmak için kullanılır.

Kabul edilen prosedürü haklı çıkaran yayılan dalgaların özelliği şudur:

a) zıt fazlara sahip olmak
b) her ikisi de duyulabilir olmak
c) ters yoğunluklara sahip
d) aynı aralıkta olmak
e) yakın frekanslara sahip

Yanıtı Gör

Alternatif e) yakın frekanslara sahip

3. (ENEM 2013)

Futbol stadyumlarında taraftarların ortak bir tezahürü Meksika olasıdır. Bir çizginin izleyicileri, yerlerinden ayrılmadan ve yanlara doğru hareket etmeden, bitişik çizginin izleyicileri ile senkronize olarak ayağa kalkar ve otururlar. Kolektif etki, şekilde gösterildiği gibi, stadyum seyircileri arasında ilerleyen bir dalga oluşturarak yayılır.

Bu “insan dalgasının” yayılma hızının 45 km/s olduğu ve her bir salınım periyodunda, ayağa kalkıp düzgünce ve birbirinden 80 cm aralıkla oturan 16 kişiden oluştuğu tahmin edilmektedir.
Bu Meksika ola'sında, hertz cinsinden dalga frekansı şuna daha yakın bir değerdir:

a) 0.3
b) 0,5
c) 1.0
d) 1.9
e) 3.7

Yanıtı Gör

Alternatif c) 1.0