SES DALGALARININ HIZI

Ses Hızı

Ses, tüm dalgalar gibi belirli bir hızda hareket eder ve frekans ve dalga boyu özelliklerine sahiptir. Örnek verirsek, bir havai fişek gösterisini izlerken ses hızının doğrudan kanıtını gözlemleyebiliriz. Bir patlamanın parlaması sesi duyulmadan çok önce görülür, hem sesin sonlu bir hızda gittiğini hem de ışıktan çok daha yavaş olduğunu gösterir. Frekans algısına perde denir. Ses hızı, frekansı ve dalga boyu arasındaki ilişki tüm dalgalarla aynıdır:

Vw = fλ, (i.1)

Burada Vw ses hızı, f frekansı ve λ dalga boyudur. Bir sesin dalga boyu, bir dalganın bitişik özdeş kısımları arasındaki mesafedir(görselde belirtildiği gibi). Frekans kaynağındakiyle aynıdır ve birim zaman başına bir noktayı geçen dalga sayısıdır.

Aşağıdaki tablo, ses hızının farklı ortamlarda büyük ölçüde değiştiğini göstermektedir. Bir ortamdaki ses hızı, ortamın sertliği (veya gazlarda sıkıştırılabilirliği) ve yoğunluğu ile belirlenir. Ortam ne kadar sert (veya daha az sıkıştırılabilir) olursa, ses hızı o kadar yüksek olur. Yani bir ortamın yoğunluğu ne kadar yüksek olursa, ses hızı o kadar yavaş olur. Havadaki ses hızı düşüktür, çünkü hava sıkıştırılabilir. Sıvılar ve katılar gaza kıyasla katı olduğundan ve sıkıştırılması çok zor olduğundan, bu tür ortamlardaki ses hızı genellikle gazlardan daha yüksektir.

Ses hızı aynı zamanda belirli bir ortamdaki sıcaklıktan da etkilenir. Deniz seviyesindeki hava için ses hızı;

Vw = (331 m/s) T 273 K, (i.2)

Bu formülde sıcaklık (T) kelvin birimindedir. Gazlardaki ses hızı, gaz, Vrms ve bunun içindeki parçacıkların ortalama hızı ile ilgilidir.

Vrms = 3kTm , (i.3)

k Boltzmann sabiti (1.38 × 10−23 J/K) ve m gazdaki her (özdeş) parçacığın kütlesi. 0ºC'de ses hızı 331 m / s, 20.0ºC'de 343 m / s. Aşağıdaki şekil yarasaların mesafeleri algılamak için ses hızını (yankıları) nasıl kullandığını gösterir.

(yukarda belirttiğim bilgiler doğrultusunda) Ses bir ortamda diğerine geçtiğinde sesin hızı değişebilir. Bununla birlikte, frekans genellikle aynı kalır çünkü orjinal kaynağın frekansına sahiptir. Vw değişirse ve f aynı kalırsa, λ dalga boyu değişmelidir. Yani, Vw = fλ, bir sesin hızı ne kadar yüksek olursa, belirli bir frekans için dalga boyu o kadar büyük olur. (Sayfanın başındaki video bunu pekiştirmenizde yardımcı olabilir. Kontrol etmeyi unutmayın!)