Ses ve Duyum

Ses ve Duyum

Ses, titreşen cisimlerin etkisiyle meydana gelen dalgaların işitme organı üzerinde yarattığı duyumdur. İnsanların işitme ve denge oranı kulaktır. Kulak tarafından duyulabilen herhangi bir titreşim (vibration), ses (sound) olarak kabul edilir. Bir cismin ses verebilmesi için titreşmesi gerekir. Titreşen cisimlerin etkisiyle meydana gelen dalgalar, ses dalgaları (sound waves) olarak adlandırılır. Titreşen bir cisimden yayılan ses dalgalarının ilerleyebilmeleri, yol alabilmeleri için başka bir maddenin aracılığına ihtiyacı vardır. İşittiğimiz seslerin çoğu havada ilerleyerek kulağımıza ulaşır ancak ses dalgaları katı ve sıvı maddelerde de yol alabilir.

Ses Dalgalarının Yayılması

Havanın bulunduğu bir ortamda cisimler hava molekülleri ile çevrilidir. Titreşen bir cisim, çevresindeki molekülleri dışa doğru iter. Dışa doğru itilen moleküller de çevrelerinde bulunan diğer molekülleri iterler ve bu itiş zincirleme olarak devam eder. Bu itiş sırasında moleküller bir araya toplanır ve sıkışır. İngilizcede compression olarak adlandırılan bu sıkışma, hava basıncının artmasına sebep olur. Diğer yandan, dışarı doğru itilen ve sıkışan moleküller titreşen cisimden uzaklaştıkça bu moleküllerin terk ettiği yerde düşük basınçlı, vakumlu bir bölge oluşur. Bu oluşum rarefaction olarak adlandırılır. Ses dalgaları titreşen bir cisimden küresel ve üç boyutlu olarak dışarı doğru yayılır. Ses dalgalarının yayılımı İngilizcede propagation of sound waves olarak adlandırılır.

Ses dalgaları yayılırken önlerine çıkan yüzeylere çarpıp yansıyabilir ya da bu yüzeylerin içinden geçerek ilerlemeye devam edebilir. Transmission  (iletim), ses dalgalarının yüzeyin içinden geçmesidir. Yüzeyin içinden geçerken meydana gelen enerji kaybı transmission loss olarak adlandırılır. Reflection (yansıma), ses dalgalarının bir yüzeye çarparak sekmesi, yansımasıdır. Diffusion (difüzyon) ise ses dalgalarının kırılarak yansıması, dağılması ve yayılmasıdır. Bu yayılma sırasında dalgalarındaki enerji akışının yoğunluğu her yönde daha düzenli hale gelir, başka bir ifade ile ses daha homojen olur. Difüzyon kayıt odalarının, stüdyoların ve benzer yerlerin akustik tasarımında önemli bir rol oynar. Absorption (soğurma), ses dalgalarının bir yüzey ya da yüzeyin gerisindeki malzeme tarafından emilmesidir. Sesin emilmesi sırasında ses dalgalarının enerjisi azalır ve genellikle ısı olmak üzere başka enerji formlarına dönüşür. Beton, mermer, çelik gibi sert yüzeyler ses dalgalarını yansıtır; halı, perde, kalın kumaş gibi yumuşak yüzeyler ise ses dalgalarını emerek yansımayı azaltır ya da engeller. Her yüzeyde iletim, yansıma ve soğurma gerçekleşir; yüzeye bağlı olarak ses dalgalarının bir kısmı iletilir, bir kısmı emilir, diğer bir kısmı ise yansır.

Diffraction (kırınım), ses dalgalarının yayılım sırasında bir obje veya yüzey gibi bir engel ile karşılaştığında doğrultularını değiştirmesi ve engelin çevresinde eğilmesi veya bükülmesidir. Kırınımın miktarı engelin büyüklüğüne ve seslerin dalga boylarına bağlıdır. Daha uzun dalga boyuna sahip düşük frekanslar engelin çevresinden bükülerek dolaşır, köşelerde kırınıma uğrar ve yollarına devam eder. Diğer yandan daha kısa dalga boyuna sahip yüksek frekanslı dalgalar ise bükülmez ve kırınıma uğramaz, diğer bir deyişle yola devam edemezler.

Refraction (kırılma), ses dalgalarının değiştirmesidir. Refraction, genellikle diffraction ile karıştırılır ancak refraction, ses dalgalarının kırınımda olduğu gibi bir engel yüzünden yön değiştirmesi değil, dalgaların yayılma hızının ortam değişikliğine bağlı olarak artması ya da azalması ve bu sebepten dolayı dalgaların kırılması ve yön değiştirmesidir. Ses dalgalarının içinde hareket ettikleri ortam değişirse, örnek olarak ses dalgaları havadan sıvı bir ortama geçerse, dalgalar bu ortam değişikliğine bağlı olarak kırılıp yön değiştirirler.