Sesin Yansıması Ve Yankı

“Yansıma” duyduğunuzda, hemen ışığı düşünürsünüz. Ses dalgalarının yansıtılabileceğini merak ediyor olabilirsiniz. Ve sesin yansıması nedir? Bu cevapları bulmak için makaleyi ayrıntılı olarak inceleyin.

Işık gibi ses de bir tür enerjidir. Enerji dalga şeklinde taşınır. Hem ışık dalgaları hem de ses dalgaları, yansıma, kırılma ve kırınım gibi bazı ortak özelliklere sahiptir.

Ses dalgaları ne zaman yansıtılabilir?

Mekanik bir dalga olan ses, ışıkla aynı yansıma kurallarını takip eder.

Ses, cilalı veya cilasız herhangi bir yüzeyden geri yansıdığında basitçe “ses yansıması” olarak adlandırılır. Başka bir deyişle, ses yansıması, bir ses dalgası bir ortamdan geçtiğinde ve ardından diğerinin yüzeyine çarparak ters yönde geri döndüğünde meydana gelir.

Ses dalgalarının yansıma yasaları:

• Ses yansıması durumunda yansıma açısı, gelme açısı ile aynı olacaktır.

𝛉_i =𝛉_r

nerede, 𝛉_i = Geliş açısı

             𝛉_r = Yansıma açısı

• Sesin yansıtıldığı düzlem, olay ve normal sesin üretildiği düzlemle aynı olacaktır.

Sonuç olarak, ışık ve ses dalgalarının her ikisinin de aynı yansıma yasalarına uyduğu sonucunu çıkarabiliriz. 

Aradaki fark, ışığın aksine sesin yansıması için cilalı bir yüzeye sahip olmanın gerekli olmamasıdır. Ses, herhangi bir pürüzlü yüzeyden de yansıyabilir. Bu nedenle, herhangi bir yüzeyin veya engelin geri yansıtılmasını gerektirir. Ayrıca sesin yansıdığı yüzeyin şekli de ses yansımasını etkiler.

Bir örnek düşünelim:

Diyelim ki bir duvara bir top atıyorsunuz ve top size geri sekiyor. Artık meşale ile duvarı aydınlattığınıza göre, ışığın yansıması olgusunu yaşıyorsunuz. Bir duvara yakın konuştuğunuzda da aynı şey olur - az önce ne söylediğinizi duyarsınız. Evet, tahmininiz doğru; sesin yansımasından başka bir şey değildir.

Konuştuğunuz zaman ses dalgaları üretilir ve onları tekrar duyduğunuzda, işitilebilir frekanstaki ses dalgaları duvar yüzeyinden geri yansır. Sonuç olarak, kendi sesinizi duymanızı sağlamaktan ses yansıması sorumludur.

Şimdi, düşünelim ses dalgalarının yansıması farklı yüzeylerden.

Sesin farklı yüzeylere yansıması:

Ses yansıması, daha nadir veya daha yoğun olması gibi yüzey türüne de bağlı olacaktır. Ses daha yoğun bir malzemeden yansıyorsa, sadece 180 derecelik bir faz değişimi gerçekleşir. Bununla birlikte, daha nadir bir ortamdan yansıdığında, sıkıştırma, seyrekleşme olarak yansıtılır ve bunun tersi de geçerlidir. Daha ayrıntılı olarak ele alalım.

Sesin sert yüzeylere VEYA katı sınırlara yansıması:

Ses dalgalarını oluşturan sıkıştırma ve seyrekleşme nedeniyle, alanları yüksek ve alçak basınç arasında değişir. Sıkıştırma ve seyrekleşme, aynı anda yüksek ve alçak basınç bölgesini tanımlamak için kullanılan terimlerdir. Sonuç olarak, ses dalgaları bir tür basınç dalgası gibi.

Havada ilerleyen ve duvar gibi sert bir yüzeyle çarpışan bir ses dalgası (basınç dalgası veya boyuna dalga) düşünün. Şimdi, ses dalgasının sıkıştırması sert bir yüzeye çarptığında, esasen kuvvet uygulayarak duvarı itmeye çalışır. Ancak duvar sert bir yüzey olduğu için ses nedeniyle havada oluşan sıkıştırmayı eşit ve zıt bir kuvvet uygulayarak zıt yönde iter.

Sonuç olarak, doğru yönde hareket eden sıkıştırma artık sola doğru hareket edecektir. Sonuç olarak, orta parçacığın geliş ve yansıma sırasında yer değiştirmesi ters yönde olacaktır. Sonuç olarak, gelen ve yansıyan ses dalgaları arasındaki faz farkını düşünürsek, 𝜋 radyan veya 180° olur.

Şimdi seyrekleşme örneğini dikkate alırsak, yaklaşım aynı olacaktır. Olayın neden olduğu seyrekleşme, seyrekleşme olarak yansıtılacaktır.

Duvar, daha önce gördüğümüz bir örnek teşkil ediyor. Duvarın yüzeyi sert olduğu için konuştuğunuzda sesiniz duvardan yansır.

Daha nadir ortamdan ses dalgalarının yansıması:

Daha yoğun veya katı bir ortamda seyahat eden ve daha nadir bir ortamın arayüzüne veya sınırına çarpan uzunlamasına bir ses dalgası düşünün. Gelen ses dalgasının sıkışması, daha nadir bir malzemeden yapılmış bir sınırla çarpıştığında, o yüzeye kuvvet uygulanır. Nadir ortamın yüzeyi daha az dirence sahip olduğundan ve ses dalgasının sıkıştırılması yüksek basınç içerdiğinden, daha nadir ortamın sınırı geri itilecektir. 

Daha yoğun ortamın aksine, daha nadir ortamdaki parçacıklar serbestçe göç edebilir. Bu nedenle, iki ortamın kesiştiği yerde seyrekleşme meydana gelir. Bu nedenle, olay sıkıştırması, daha nadir malzemenin yüzeyinden yansımadan sonra seyrekleşme olarak geri döner. Sonuç olarak, daha yoğun bir ortamdan gelen bir ses dalgası daha nadir bir ortamdan yansıdığında hiçbir faz değişikliği fark edilmez. 

Aynı şey, daha nadir bir ortamın yüzeyinde seyrekleşme meydana gelirse ve sıkıştırma olarak geri yansırsa da olur.

Bir örnek olarak, suyla dolu bir borudan geçen sesi hayal edin. Şimdi borunun açık ucunda hava olduğunu hayal edin. Suyun ses için havadan daha yoğun bir ortam olduğunu zaten biliyoruz. Sonuç olarak, yüksek basınç, su-hava arayüzünde sıkıştırma meydana geldiğinde çevredeki hava moleküllerinin hızla uzaklaşmasına neden olur. Sonuç olarak, sıkıştırma yansımadan önce seyrekleşmeye dönüştürülecektir.

Ses dalgalarının kavisli yüzeyden yansıması:

Gördüğümüz gibi, farklı yüzeyler sesi farklı şekilde yansıtır. Benzer şekilde, yüzeyin eğriliği sesin nasıl yansıdığını etkiler. Yüzeyin eğriliği, sesin yoğunluğunu değiştirme yeteneğine sahiptir. 

Kavisli yüzeyler iki tipe ayrılır: 

• İçbükey yüzeyler ve 
• Dışbükey yüzeyler.

Şimdi bunu iyice düşünelim.

Sesin içbükey yüzeyden yansıması:

Ses dalgaları içbükey bir yüzeye çarptığında, yansıyan dalgalar, ışık dalgalarında olduğu gibi yakınsar.Ek olarak, yansıyan dalgalar da aynı şekilde tek bir odak noktasına sahipti. Sonuç olarak, yansıyan ses dalgasının yoğunluğu, içbükey yüzeyden yansıdıkça artar.

Bu fenomen doğal dünyada da kullanılmaktadır. Son bilimsel araştırmalardan iki gerçeği öğrendik:

• Bir boğa geyiği, boynuzlarını, sesi kolayca toplayıp odaklayabileceği bir uydu diski olarak kullanabilir.
• Bilim adamları tarafından yapılan derin araştırmalara ve uzun düşüncelere göre, baykuşların yüz diskleri küreseldir ve sesi toplamak ve ardından kulaklarına yansıtmak için kolayca hareket ettirilebilir.

Doğada oluşsa da sesi yansıtmaya çalışırken çoğu zaman içbükey yüzeylerden uzak dururuz. Bunun nedeni, yüzeyin geometrik merkezine odaklanmanın bir boşluk içinde gürültülü bir sıcak nokta ile sonuçlanmasıdır. Sonuç olarak, uzun mesafeli yansıyan ses iletimi olağandışı olacaktır.

İçbükey bir şekil gerekliyse, muhtemelen ses emici malzemelerin kullanılması gerekecektir. Bir akustik uzmanının yardımıyla eğrinizin geometrisini değiştirerek gürültü sorunlarını azaltabilirsiniz. Tiyatro bu olgudan yararlanıyor.

Yansıtılan sesin yoğunluğunu korumak açısından, tiyatrolarda hoparlörlerin önünde tipik olarak içbükey yüzeyler kullanılır. Ancak, daha önce de belirttiğimiz gibi, yüksek bir sıcak nokta üretti, bu nedenle gürültü veya anormal ses yansıtıldı. Tiyatronun duvarları ve tavanı bu gürültüyü azaltmak için ses emici malzemelerden yapılmıştır. Sonuç olarak, her iki teknik de kalan hata miktarını azaltarak birbirini geliştirir.

Sesin dışbükey yüzeyden yansıması:

Ses dalgaları dışbükey yüzeye çarptığında, yansıyan ses olası her yönde uzaklaşacaktır. Ses farklılaştıkça, açıkçası, sesin yoğunluğu azalır. 

Sesin dışbükey yüzeyden yayılması, müzikal karışımın her yöne yayılmasına ve istenmeyen yansımaların önlenmesine yardımcı olur.

Aşağıdakileri içeren çeşitli geometriler ses difüzyonuna yardımcı olur:

• Yarım küre veya yarım silindir
• Testere dişi deseni gibi çeşitli açılara sahip yüzey

Sesin yansımasıyla ilgili diğer önemli olaylar:

Sesin yansıması yankı ve yankılanmanın oluşmasına neden olur. Bununla birlikte, iki fenomen arasında bazı farklılıklar vardır. Bunun hakkında konuşalım.

Eko:

Eko terimi, yansıyan sesin tekrar tekrar duyulmasını ifade eder. Bir ses geniş bir alana yansıdığında bir yankı duyulabilir. 

Herhangi bir büyük alan, hem açık hem de kapalı alanlar dahil olmak üzere bir yankı yaratabilir. Yankıyı etkili bir şekilde duymak için kaynak ile yansıtıcı cisim arasındaki mesafenin 50 fitten fazla olması gerekir. Nispeten uzun mesafe nedeniyle, duyulabilir sesler arasında bir zaman gecikmesi olacaktır. Bu nedenle iki veya daha fazla farklı sesi duyabiliriz.

Kendinizi büyük, boş bir odada durup yüksek sesle “Merhaba” konuştuğunu düşünün. Sonra sesin geniş bir alanda ve sert yüzeyden yansıması nedeniyle, merhaba kelimesini tekrar tekrar “Merhaba”…..”Merhaba,”…..”Merhaba” gibi duyarsınız. Ses odaya girecek ve duvarlardan kulaklarınıza yansıyacaktır. Sesin kulağınıza ulaşması ne kadar uzun sürerse, o kadar rahatsız edici hale gelir.

Bunu bir tepe istasyonunda tatil yaparken tepelerde adınızı bağırarak yapmış olabilirsiniz. Telefon görüşmelerinde karşılıklı konuşmalarda da yankı oluştuğunu fark etmişsinizdir.

yankılanma:

Sesin kaynağı ile yansıtıcı yüzey arasındaki mesafe çok küçük olduğunda, orijinal ses yansıyan sesle karıştırılır. Çeşitli seslerin üst üste gelmesi sonucunda kalıcı veya sürekli ses üretilir. Buna yankılanma denir.

Büyük bir kubbe, oditoryum veya salonda konuştuysanız bunları duymuş olabilirsiniz. Bu tür konumlarda sesin çeşitli yansımalarının bir sonucu olarak, yansıyan sesler genellikle orijinal sesle karışır. Bu yansımalar 50 milisaniye veya 0.05 saniye içinde meydana gelirse, genellikle yankılanma etkisini duymanız gerekir.

Sesin yansıma uygulamaları:

Sesin yansıma özelliği hayatımızı kolaylaştırmak için kullanılmaktadır. Sesin yansımasının uygulamaları şunlardır:

1. Stetoskop: Doktorların kullandığı stetoskop, sesin yansıması teorisine göre çalışır. Doktor bunu hastaların kalp atışlarını dinlemek için kullanır. Steteskop içerisinde oluşan sesin çeşitli yansımaları sayesinde hastanın kalp atışları doktor tarafından net bir şekilde duyulabilir.

1. İşitme cihazı: Sesin yansıması prensibinden yararlanan bir diğer tıbbi cihaz ise işitme cihazıdır. İşitme sorunu yaşayan kişiler bu cihazı kullanır. Ses, o cihazda daha ince bir bölgede yansıtılır, böylece yüksek yoğunlukta kulaklara yönlendirilebilir.
2. Rüya: Evet, ses yansıması teorisi sonar için de geçerlidir. Sualtı nesnelerinin mesafesini ve hızını hesaplamak için yansıtıcı sinyali kullanan cihaza sonar denir. Titanik gibi trajik kazalardan kaçınmak için gemilere yönelik herhangi bir tehdidi belirlemek için gemilerde kullanılır. Deniz Kuvvetleri ayrıca mayın ve denizaltı bulmak için kullanır.
3. Ses tahtası: Ses tahtaları, sesin kaynağı odakta kalacak şekilde konumlandırılan basit kavisli yüzeylerdir. Oda veya oditoryum boyunca ses dalgalarını eşit olarak yansıtırlar. Sonuç olarak, bir ses tahtası kullanmak ses kalitesini artırır.
4. Megafon: Bir megafonda çoklu yansımalar da kullanılır. Huni benzeri bir formu vardır. Sonuç olarak, megafon hunisinde ses üretildiğinde, dalgalar huninin açılmasına giden yol boyunca ilerlemeden önce birçok kez yansıtılır. Sonuç olarak, sesin genliği başlangıcında artar.

Bu makalenin size ses dalgalarının yansıması hakkında bilmeniz gereken tüm bilgileri faydalı bir şekilde verdiğini umuyoruz. Bunun gibi bilimle ilgili daha fazla makale okumak için lütfen web sitemizi ziyaret edin.

Hakkında daha fazla bilgi Strike ve Dip Nedir??

Ses dalgalarının sert bir yüzeye çarpıp kaynağına geri dönmesine yankı denir. Yankı olayının gerçekleştiğinin anlaşılabilmesi için ses kaynağı ile sesin çarptığı engel arasındaki uzaklık hava ortamında en az 17 m olmalıdır.
 (Ses kaynağından yayılan ses dalgaları hem doğrudan hem de bir yüzeyde yansıma yani yankılanma sonucu kulağa gelir. Ses kaynağı ile yüzey arasındaki uzaklık 17 m` den daha az olursa kaynaktan yayılıp kulağa gelen ses ile yankılanma yani yansıma sonucu kulağa gelen ses birbirinden ayırt edilemez).
 
 NOT :

1- Yankı olayının gerçekleşmesi için kullanılan yüzeyin sert yüzey olması gerekir.
2- • İnsan kulağı 20 hertz lik frekanstaki sesleri algılayabilir.
 • x = V.t = 340 . 1/20 = 17 m

ÖRNEKLER :
 
 1- Aralarında 850 m uzaklık bulunan iki noktadan birinden gönderilen ses diğer noktaya kaç saniye sonra ulaşır?
 
 x = 850 m
 V = 340 m/sn
 t = ? sn
 
 sn
 
 2- Dağın önünde duran kişi bağırdığında 4 saniye sonra kendi sesini tekrar duyuyorsa kişi ile dağ arasındaki uzaklık kaç m dir?
 
 t = 4 sn
 V = 340 m/sn
 x = ? m
 
 • Kişi kendi sesinin yankısını duyduğu için sesin aldığı yol kişi ile dağ arasındaki uzaklığın iki katı olur.
 
 x = V . t = 340 . 2 = 680 m

Hazırlayan: Murat ÜSTÜNDAĞ
Kayseri Mithatpaşa İlköğretim Okulu Fen ve Teknoloji Öğretmeni

Ses de tıpkı ışık gibi yansıma özelliğine sahiptir. Sesin bir engele çarparak geldiği ortama geri dönmesine yansıma denir. Bu yansımanın şekli ses dalgalarının çarptığı yüzeyin cinsine göre değişir.

Ses dalgaları duvara çarparak yansıyor ve kulağımıza ulaşıyor.

Bir sınıf ortamında sesin yansıması gösteriliyor. Bazı ses dalgaları öğrencilere doğrudan ulaşırken bazıları ise sınıfın duvarlarından yansıyarak ulaşıyor.
(Karışık görünmemesi için ses dalga olarak değil ışın şeklinde  gösterilmiştir.)

Ses yansıması pürüzsüz yüzeylerde fazla pürüzlü yüzeylerde azdır. Bu nedenle boş bir odada sesimiz çok iyi yansıdığı için yankılanma olur. Banyo gibi pürüzsüz yüzeylere sahip mekanlar da da ses iyi yansır.

Odanın içi eşyalarla dolduğunda ses bu eşyalara çarparak kırılır. Pürüzlü  yüzeyler sesin düzgün yansımasını önler. Kütüphane gibi ortamların sessiz olmasının sebeplerinden biri de kitaplıkların pürüzlü yüzey oluşturmasıdır.

Yankı

Yankılanma sesin yansımasıyla oluşur. Bir engele çarpan ses dalgalarının geri dönerek kulağımıza ulaşmasına yankılanma denir. Yüksek binalar veya duvarların karşısında bağırdığımızda sesimizin yansımasını duyabiliriz.
Yankı olabilmesi için duvarla aramızda en az 17 metre mesafe olmalıdır.

Yankı genellikle istenmeyen bir durumdur. Sinema ve tiyatro salonları, sınıflar, tünel ve metro istasyonu gibi mekanların duvarları sesin yansımasını engellemek(soğrulma) için pürüzlü yapılır.

Tiyatro salonunda yansımayı engelleyici pürüzlü duvarlar.

Alakalı Konular