6.Sınıf Fen ve Teknoloji Işık ve Ses Konu Anlatımı

     6. SINIF IŞIK VE SES KONU ANLATIMI

Işığın yansıması:

Güneşli bir günde pencereden odanın içine giren ışığı saat camı veya küçük bir cep aynası kullanarak odanın tavanına çıkartabilirsiniz. Bu yansıtma işlemi sırasında ışığın doğrultusunu değiştirerek farklı bir yönde ilerlemesini sağlarsınız. Su kenarlarındaki ağaçların su’ da oluşan görüntüleri yansımanın doğada gerçekleşen halidir.

Parlak yüzeylerde gelen ışık belirli bir kurala göre yansır, bilim insanları yansıma olayını yansıma kanunları ile açıklar. Ancak bu kanunları anlamak için bazı temel kavramları bilmemiz gerekir. Bir ışının düz aynadan yansıması çizimle gösterilirken, düz ayna düz bir çizginin arkasına taralı çizgiler yapılarak gösterilir. Taralı çizgilerin olduğu taraf aynanın arkasıdır, bir ışık kaynağından yayılan veya yansıtıcı bir yüzeyden yansıyan ışın, ışının ilerleme doğrultusunda çizilen doğrusal çizgiler ve bu doğrusal çizgiler üzerine konulan ışının ilerleme yönünü gösteren ok ile belirtilir. Işının ilerleme yönü ve doğrultusunu temsil eden bu doğrusal çizgilere ışık ışını adı verilir.

Yansıtıcı yüzeye gönderilen ışına gelen ışın yüzeyden yansıyarak gelen ortama geri dönen ışına yansıyan ışın adı verilir. Gelen ışının aynaya düştüğü noktadan hayali olarak çizilen ve yansıtıcı yüzeye dik olarak çizgiye yansıtıcı yüzeyin normali adı verilir. Bir yüzeye dik olarak çizilen çizgi yani yüzey normali yüzey ile 90 derecelik açı yapar.

Yansıma Kanunlarına göre:

 

  1.Gelen ışın yansıyan ışın ve yüzey normali aynı düzlemdedir

  2.Gelme açısı yansıma açısına eşittir (α=β)

 

  

Gelme açısı ile yansıma açısının eşit olması, gelen ışının ayna ile yaptığı açının yansıyan ışının ayna ile yaptığı açıya eşit olmasını sağlar. Çünkü normal yüzey ile 90 derecelik açı yapar ve gelme açısı ile gelen ışının ayna ile yaptığı açının toplamı 90 derece olduğu gibi yansıyan ışın ile yansıyan ışının ayna ile yaptığı açının toplamı da 90 derecedir.

Normal üzerinden gelen ışının gelme açısı 0'dır bu durumda yansıma açısında 0 olacak, yansıyan ışında normal üzerinden geri dönecektir. O halde normal üzerinden gelen ışın kendi üzerinden geri dönecektir. Paralel bir ışın demeti, düzlem aynaya gönderildiğinde yansıma kanunlarına göre ve aynadan paralel ışın demeti olarak ayrılacaktır. Işığın bu şekilde yansımasına düzgün yansıma denir.

Pürüzlü olmayan düzgün yansıtıcı yüzeylerde düzgün yansıma görülür. Düzgün bir yansıtıcı yüzeye bir ışık kaynağından çıkan ışık ışınları gönderildiğinde ışınlar düzgün yansıdığı için yansıyan ışınların bulunduğu bölgedeki gözlemci ışık kaynağının görüntüsünün net olarak görebilir. Düzgün yansıtıcı yüzeyler, cisimlerin görüntülerinin net olduğu yüzeylerdir. Buruşturulmuş bir alüminyum folyo yamultulmuş bir teneke ya da dalgalanmış bir su yüzeyini düşünün, bu yüzeylerden de gelen ışınlar yansıma kanunlarına göre yansır. Ancak yüzey düzgün olmadığından sanki farklı yönlerde duran pek çok düzlem aynadan oluşmuş gibi davranır. Dolayısıyla her bir noktanın yüzey normali farklı olacağından yüzeye gelen paralel ışın demeti içindeki Işınların gelme açıları ve yansıma açıları farklı olacaktır. Bu şekilde pürüzlü yüzeylere gelen paralel ışın demeti paralel olarak yansımaz. Pürüzlü yüzeylerde görülen bu yansıma şekline dağınık yansıma denir. Buruşturulmuş bir alüminyum folyo üzerinden bir cismin görüntüsünü net olarak göremezsiniz. Cisimden veya ışık kaynağından gelen ışınlar folyo yüzeyine düştükten sonra ancak bir kısmı size ulaşabilir. Bir kısmı ise başka yönlerde yayılır, dalgalanmış bir su yüzeyinde dağınık yansımadan dolayı net bir görüntü oluşmaz. Düzgün yansımada cisimden gelip düzgün yansıyan ışınların size ulaşması için sizin yansıyan ışınların geçtiği belirli bir bölgede bulunmanız gerekir. Ancak o zaman cismi görebilirsiniz. Dağınık yansımada cismin görüntüsü yüzey üzerinden net oluşmasa da yüzeyden yansıyan ışınlar her yönde yayıldığı için geniş bir alanda cisimden gelen ışınları görebilirsiniz. Saman kâğıdı yer döşemesi kumaşlar gibi yüzeylerden ışık dağınık yansıdığı için oda içince herhangi bir yerde dururken bu cisimlerden yansıyan ışınlar size ulaşabilir. Bir spot lambasının arka yüzeyinin incelediyseniz birbirinden farklı yönlere bakan çok küçük aynalardan oluştuğunu fark etmişsinizdir. Bu çok küçük ve farklı yönlerdeki aynalar dağınık yansıma ile lambadan çıkan ışığın farklı yönlerde yayılmasını sağlar. Spot lambaları fotoğrafçılıkta kullanılır ve cisimleri farklı doğrultulardan gelen ışık ışınları ile aydınlatarak ayrıntılarının görünmesine olanak sağlar.

SES

 Dünyanın her yerinde yaşantımızın her anında farklı seslerle karşılaşırız. Bu sesler farklı kaynaklardan çıkar. İnsanlar, hayvanlar, müzik aletleri ses çıkaran varlıklardandır. Ses çıkaran her madde veya cisme ses kaynağı denir. Kulağımıza gelen seslerden bazıları doğal bazıları insanlar tarafından oluşturulan yapay seslerdendir. Kıyıya vuran dalgaların sesi rüzgârın uğultusu veya ırmağın sesi doğal seslerdendir. Bu sesleri üreten varlıklara doğal ses kaynağı denir. Müzik aletlerinden, uçak veya hoparlörden çıkan sesler yapay seslerdir. Bu sesleri üreten varlıklara yapay ses kaynakları denir. Bir yerde ses varsa orada mutlaka bir cisim titreşiyor demektir. Titreşen cisimler ses meydana getirirler. Mandolin, gitar, saz ve keman gibi müzik aletleri tellerinin titreşmesi ile davulun derisinin titreşmesi ile flüt ise içindeki havanın titreşmesi ile ses çıkarır.

Sesin yayılması

Durgun suya taş attığımızda taşın suya değdiği noktada dalgalar daha şiddetli iken kaynaktan uzaklaştıkça şiddeti azalır ve bir süre sonra kaybolur. Sesin yayılması bazı özellikleriyle su dalgalarının yayılmasına benzerken bazı özellikleri ile benzemez. Ses su dalgaları gibi bir noktadan başka bir noktaya dalgalar halinde yayılır ve kaynaktan uzaklaştıkça şiddeti azalır. Ancak su dalgaları suyun yüzeyinde yayılırken ses dalgaları her yönde yayılır, sesin kaynaktan dışarıya doğru her yönde yayılması ise ışığın yayılmasına bezer. Örneğin boş bir odada yanmakta olan lambayı odanın herhangi bir yerinde bulunan bir kişi görebilir. Benzer bir şekilde odanın ortasında çalan zil sesini odanın herhangi bir yerinde bulunan kişi duyabilir. Ancak ışıktan farklı olarak ses dalgalarının oluşması ve yayılması için maddesel ortam gerekmektedir. Maddesel ortamlar katı, sıvı ve gaz olabilir. Boşluk ise içinde herhangi bir madde olmayan bir ortamdır. Bu nedenler ses boşlukta yayılmaz. Havası boşaltılmış bir fanus içinde bulunan cep telefonu çalmaya başladığında telefonun ışığı görülebilir ancak melodisini duyulmaz. Bunun nedeni fanus içinde ses titreşimlerinin yayılabileceği maddesel bir ortam bulunmamasıdır. Titreşen cisimlerin enerjisi maddeye oluşturan taneciklere taşınır. Buna bağlı olarak ses katı, sıvı, gaz olan maddesel ortamlarda yayılır. Katıları, sıvıları ve gazları oluşturan taneciklerin birbirine göre uzaklıkları farklıdır. Tanecikler arasındaki uzaklık arttıkça tanecikler arasındaki etkileşim azalacağından titreşim aktarımı da yavaşlar. Bu nedenle ses, en süratli katı ortamlarda, en yavaş ise gaz ortamlarda yayılırlar.

Sesin yansıması

Ses dalgalarının bir yüzeye çarparak yön değiştirmesine sesin yansıması denir. Ses bir yüzeye geldiğinde yüzeyin durumuna göre iki şekilde yansımaya uğrar. Işığın düz yüzeylerde yansımasında olduğu gibi. Düz yüzeylerden yansıyan ses aynı doğrultularda yayılır. Benzer şekilde ışığın pürüzlü yüzeylerden yansımasında olduğu gibi pürüzlü yüzeylerden yanıysan ses farklı doğrultularda yayılabilir bunun sonuncunda pürüzlü yüzeylerden yansıyarak kulağımıza gelen ses dalgaları azalır. Boş odada şiddetli duyulan sesler odaya yerleştirildiğinde aynı şiddette duyulmaz çünkü boş odada ses dalgalarının bir kısmı odanın duvarlarına çarpar ve tekrar yansır. Ses dalgalarının sert bir yüzeye çarpıp tekrar kaynağına geri dönmesine yankılanma denir. Yankı oluşabilecek yerler büyük duvarlar ve geniş vadilerdir.

Sesin soğrulması ve yalıtım

Evinizde salonda otururken sokakta çalışan bir iş makinesinin sesini duyabiliriz, çünkü sesin bir kısmı pencere ve duvarlardan geçmiştir. Bir kısmı da pencerede ve duvarlar tarafından soğrulduğu (emildiği için) iş makinesinin çıkardığı ses kadar şiddetli değildir. Ses yumuşak ve gözenekli maddelere çarptığında enerjisi bu çoğu maddeler tarafından emilir. Maddelerin sesi soğurma özellikleri birbirinden farklıdır. Yün halı, pamuk gibi maddeler sesi çok soğururlar, tahta, demir ve beton gibi maddeler sesi az soğururlar. Ses yalıtımında sesi daha fazla soğuran maddelerden yararlanılır. Aşırı gürültülü ortamlar bizleri rahatsız ettiği gibi çeşitli sağlık sorunlarına da sebep olabilir. Bu yüzden bu tür ortamlarda ses yalıtımına ihtiyaç duyulur.

Bir binanın duvarları ve tabanları yapılırken ses geçirmemesine önem verilir. Tuğla ile sıva arasına ses yalıtım malzemeleri konularak yan ve alt dairelere ses gitmesi önlenebilir. Bir ses kaynağının bir saniyedeki titreşim sayısı 20 binden fazla ise, bu kaynağın ürettiği sesi duyamayız, bu tür seslere ultrason denir.  Ultrason sesleri kedi, köpek, at gibi hayvanlar duyabilir. Bu yüzden bazı köpek eğitmenleri ultrason ses çıkaran düdükler kullanabilir. İnsan kulağının işitmediği titreşimlerde günlük hayatta birçok yerde yararlanılır.

Sonar adı verilen cihazların ürettikleri ses dalgaları ile gemiler mesafe tespiti yapabilir.

Deniz tabanının haritası çıkarılabilir. Denizdeki balıkların yerleri tespit edilebilir.

Radar cihazı çok yüksek titreşimli ses dalgaları mikrodalga yayını yapar. Mikrodalgalar saniyede 300 bin km yolamadığı için sinyal gidiş dönüş süresi çok kısadır. Böylece çok kısa sürede çok uzaktaki cisimler uzaklığı, hareket yönü ve yerden yüksekliği hesaplanabilir.