Ses Nedir Nasıl Oluşur

Ses Nedir Nasıl Oluşur

Esnek maddesel ortamlar içindeki dalga hareketine ses denir. Sesin olmadığı bir Dünya düşünmek güçtür. En sessiz bir gece bile tamamen sessiz değildir. Trafik gürültüsü, rüzgârın ya da gece kuşlarının, böceklerinin sesleri duyulur. Ayrıca her odanın içinde bazı hafif sesler vardır. Tam bir sessizlik elde etmek için ses geçirmeyen odalar yapılması gerekir. Böyle odalara dışarıdan hiç bir ses girmez.
Dünyadan yüzlerce kilometre yüksekteki yerlerde hiç ses yoktur. Ayda da hiç ses yoktur. Çünkü uzayda ve Ayda hava yoktur. Dünyada duyduğumuz sesler havanın içinde hareket ederler ve hava olmayınca varlıklarını sürdüremezler. Aya giden astronotlar birbirleriyle telsiz aracılığıyla konuşmak zorundadırlar. Çünkü burada hava yoktur.
Hava olmayan bir yerde sesin olamayacağı basit bir deneyle gösterilebilir. Cam bir kavanozun içine elektrikli bir zil yerleştirilir; zile basıldığı zaman sesi duyulur. Sonra kavanozun içindeki hava boşaltılır. Hava boşaldıkça zilin sesi hafifler. En sonunda, hava tamamıyla bitince zil hiç duyulmaz.
Hava çeşitli gazların karışımından oluşur. Ses, havada bulunmayan gazların içinde de hareket edebilir. Bu nedenle atmosferleri Dünyanın atmosferinden çok farklı olan Mars ve Venüs gibi gezegenlerde de ses olma olasılığı vardır.
Ses, sıvı ve katıların içinde de hareket edebilir. Yandaki odada konuşan birinin sesini duyabiliriz. Bu durumda ses önce havadan, sonra duvardan, sonra içinde bulunduğumuz odadaki havadan geçerek bize ulaşmıştır. Bir denizaltıdaki denizci kendilerine yakın bir yerde denizin üzerinde giden gemilerin seslerini duyabilir. Bu ses denizciye ulaşmak için önce sudan, sonra denizaltının çelik gövdesinden, sonra da içindeki havadan geçmiştir.
Yaylı bir müzik aletinin yayı çekildiği zaman titreşim yapar. Bu titreşim gözle de görülebilir. Bütün sesler titreşimlerden oluşur. Fakat bu titreşimler çoğu kez gözle görülemeyecek kadar küçüktür. Bir masanın üzerine vurulduğu zaman bu masada bir an için titreşimler oluşur. Bir zile basıldığı zaman oluşan titreşimler ise çok daha uzun bir sürede yok olur. Demek ki masaya vuruşun sesi kısa, zile vuruşun sesi ise daha uzundur. Titreşen cisimlerin nasıl ses oluşturduğunu anlamak için bir havuza atılan bir taş ^düşünülebilir. Taşın suya değdiği noktadan dalgalar yayılmaya başlar. Bu dalgalar merkezden uzaklaştıkça zayıflar. Bu sırada havuzdaki bir dalın ya da yaprağın hareketleri izlenirse, dalgaların bu cisimleri yukarı aşağı hareket ettirdiği görülür. Fakat cisimler dalgaların gittiği yönde hareket etmez. Çünkü gerçekte su dışarı doğru taşınmakta değildir. Su, her noktada yukarı aşağı, ileri geri harekete getirilmiştir. Bu hareket suyun içinden geçer, fakat su dışarı doğru hareket etmez. Dalgalar, bir seyirci topluluğu arasında yayılan bir fısıltıya benzetilebilir. Söylenen sözler hızla hareket eder fakat sözleri söyleyen kimseler yerlerinden kımıldamazlar.
Ses de dalgalardan oluşur. İlk önce sadece havadaki sesi düşünelim. Hava, molekül adı verilen sayısız gaz taneciklerinden oluşur. Her molekül de birçok atomdan oluşur. Moleküller sürekli olarak hızlı hızlı hareket etmekte ve birbirine çarpmaktadır.

Bir zile bir kere vurulduğunu ve zilin titreşmeye başladığını düşünelim. Ses dalgalarını da dondurup durdurabileceğimizi varsayalım. Sonra bu hava moleküllerini çok güçlü bir mikroskopla inceleyebileceğimizi düşünelim. Acaba ne buluruz?
Bazı noktalarda hava moleküllerinin olağandan daha fazla birbirine yaklaşmış olduğu görülür. Böyle yerlerde havanın basınçlı olduğu söylenir. Bazı yerlerde ise moleküller daha yayılmış bir durumdadır. Bu bölgelerde de havanın seyrekleşmiş (genleşmiş) olduğu söylenir. Havanın basınçlı olduğu bölgeler, merkezi zil olan daireler oluşturur. Bu bölgelerin arasındaki bölgelerde ise hava seyrekleşmiş durumdadır. Bu basınçlı hava daireleriyle seyrekleşmiş hava daireleri arasındaki uzaklık, sesin türüne göre bir santimetreyle 15 metre arasında değişir.
Basınçlı ve seyrekleşmiş hava daireleri ses dalgalarıdır. Bu dalgalar zilin yakınında oluşur. Çünkü zilin titreşimleri yakınındaki havayı harekete getirir.
Şimdi de, dalgaların artık donmuş durumdan çıktığını ve dışarı doğru hareket ettiğini düşünelim. Bunların hareket hızı ne kadardır? Ses dalgaları bir saniyede 340 metre yol alırlar. Örneğin 3 kilometre uzakta görülen bir şimşeğin sesi aşağı yukarı 10 saniyede gelir (şimşeğin ışığı ise saniyenin yüz binde biri kadar bir sürede gelir).
Bütün sesler hemen hemen aynı hızla hareket eder. Fakat kalın sesler, tiz seslere oranla daha uzağa gider. Yakındaki bir şimşeğin gürültüsü büyük bir kamçının şaklamasına benzer. Yüksekten alçağa kadar birçok perdeden sesin karışımından oluşur. Oysa uzakta çakan bir şimşeğin gürültüsü daha çok bir uğultu halindedir. Çünkü sesin tiz bölümleri yolda alçak perdeli bölümlerine oranla çok daha fazla zayıflamıştır.

Bir ses dalgası katı bir cisme, ya da bir göl ya da deniz yüzeyi gibi bir sıvı yüzeyine çarptığı zaman bu cismin içinden zayıflamış olarak geçer. Ses, duvarlardan ve tavanlardan geçer. Fakat katı bir cismin yüzeyinden, ses dalgasının bir bölümü geri gider. Yani ses dalgası, tıpkı ışığın parlak yüzeylerden yansıması ya da bir topun yerden zıplaması gibi yansıma yapar. Bu yansımalar yankıları oluşturur. Yankı, bir vadide bağırıldığı zaman çok açık olarak duyulur. Bağıran bir insanın sesi bir kilometre uzaktaki bir kayaya çarpıp yansırsa yankısı beş saniye kadar sonra duyulur. Ses, kayaya çarpmadan önce bir kilometre, çarptıktan sonra da bir kilometre yol alır. Bu nedenle geri gelmesi beş saniye kadar bir süre alır. Ses birkaç kez yansımaya uğrarsa birçok yankı duyulur. Saniyenin bir bölümü kadar kısa bir sürede gelen yankılar tünellerde, büyük salonlarda, etrafı binalarla çevrili açık alanlarda ve daha birçok yerde duyulur. Küçük bir odada bile bütün sesler yankı oluşturur. Fakat bunlar genellikle farkedilmez. Bir kere, değişik uzaklıklardaki çeşitli noktalarda yansıyan sesler birçok yankı oluşturur. Bunlar hepsi birbirine karışır. Ayrıca koltuklara, halılara, perdelere ve insan vücutlarına çarpan sesler çok hafif yankılar çıkarır. Cisimler sesi soğurur. Örneğin eşya ve halı olmayan boş bir evde yankılar daha güçlü olur ve duyulur.
Konser salonları yapan mimarlar, bu binalardaki müzik ve konuşma seslerinin oluşturacağı yankıları hesaplamak zorundadır. Hatta, seyirci sayısı az olduğu zaman yankıların daha güçlü olacağını bile düşünmeleri gerekir. Bu tür sorunlar akustik mühendislerince çözülür. Akustik, sesi bilimsel olarak inceleyen bilim dalıdır.
Denizciler, gemilerinin bulunduğu suyun derinliğini ölçmek için yankılardan yararlanırlar. Geminin altındaki ses iskandili adı verilen aygıt kısa ses dalgaları yayımlar. Ses dalgalan denizin dibinde yansıma yapar ve yaptığı yankı saptanır. Aygıt, sesin hızını ve ses dalgalarının gelme süresini kullanarak denizin dibine olan uzaklığı otomatik olarak hesaplar.
Ses, cisimlerin çevresinden dolaşabilir, örneğin beton bir sütunun arkasında duran bir insan, sütunun diğer tarafındaki bir saatin sesini duyamaz. Oysa aynı insan sütundan biraz uzakta durursa saatin sesini duyabilir. Ses dalgaları sütunun çevresinden dolaşarak bu insana ulaşır. Sesin bu dolaşmasına kırılma adı verilir, örneğin açık bir kapının arkasında duran fakat görünmeyen bir insanın sesi duyulabilir. Fakat bu insan görülemez. Çünkü o insandan bizim gözümüze gelen ışık düz çizgiler halinde hareket eder. Onun için kapının arkasındaki insanı göremeyiz. Oysa ses dalgaları kapıdan geçtikten sonra yayılır ve bize ulaşır.
Bazen, yukarı doğru hareket etmekte olan bir ses tekrar aşağıya doğru bükülür. Bu olay, ses aşağıdaki havadan daha sıcak bir hava tabakasına girdiği zaman olur. (Bu olay çok olağan değildir. Genellikle hava, yükseldikçe serinler). Böyle bir durumda ses, kaynağına yakın yerlerden duyulamaz, kaynağından uzak yerlerden duyulur. Bu, bir çeşit ılgımdır.
Bir ses dalgası bir insan kulağına girince davul boşluğu adı verilen dokuda titreşimler oluşturur. Bu titreşimler kulaktaki kemiklerden ve sıvılardan geçer. Sonunda, bu titreşimler kulaktan beyne giden sinirlerde çok küçük elektrik titreşimleri oluşturur. Beyin bu titreşimleri ses biçiminde yorumlar.
Basınçlı hava dairesindeki molekülleri daha sıkışık, seyrekleşmiş hava dairesindeki molekülleri daha seyrek olan bir ses, genellikle yüksektir. Yüksek sesler davul boşluğunda ve kulak kemiklerinde daha fazla titreşim yapar. Bu da beyne gönderilen elektrik titreşimlerinin daha sık olmasını sağlar.
Sesin yüksekliğinin ölçülmesinde kullanılan birimlerden biri desibel (dB)adını alır, ölçülecek olan ses genellikle normal bir insanın duyabileceği en hafif sesle karşılaştırılır. Bu en hafif sesin yüksekliği sıfır desibel kabul edilir. Buna göre normal bir konuşma sesinin yüksekliği 60 desibel kadardır. Kalabalık bir caddedeki trafik gürültüsünün yüksekliği ise 75 desibeldir. Çok gürültülü bir fabrikadaki seslerin yüksekliği 130 desibele kadar yükselebilir. Bundan daha yüksek sesler insanlarda kulak ağrısı yapar. Çok gürültülü fabrikalarda veya uçakların bulunduğu yerlerde çalışan kimseler kulaklarını özel tıkaçlarla tıkamak zorunda kalır. Yoksa işitme duyularında bozukluk ortaya çıkar.
Bir sesin yüksekliğinden sonraki en önemli özelliği de hangi perdeden olduğu, yani tizlik derecesidir. Örneğin bir çocuk oyuncağının zillerinin sesi, bir kilise çanının sesinden daha yüksek perdede, yani daha tizdir. Bir çocuğun sesi de bir yetişkinin sesine oranla daha tizdir. Hemen hemen bütün müzik aletleri çeşitli perdelerden sesler çıkarabilir.
Yüksek perdeli bir ses dinleyen bir insanın kulağına, alçak perdeli bir sese oranla bir saniyede daha çok ses dalgası ulaşır. Bir piyano klavyesinin ortasına rastlayan la çalındığında kulağa saniyede 440 dalga gelir. Aynı gamdaki do çalındığında ise kulağa gelen dalga sayısı 262’dir.
Bir sesin içinden bir saniyede geçen dalga sayısına bu sesin frekansı denir. Yukarıdaki do’nun frekansı saniyede 262 sikidir. (Buna, 262 hertz de denilebilir).
Bir jet uçağı kalkıştan önce motorlarını ısıtırken, motorlar hızlandıkça sesin perdesi de yükselir. Aynı şey otomobil motoru ısıtılırken de olur. Motorların çalışma hızı arttıkça saniyede dışarı gönderdikleri dalgaların sayısı da artar. Böylece daha yüksek perdeli sesler çıkar.
Bir polis arabasının ya da cankurtaranın düdüğünün sesi, araç yaklaştıkça daha tiz, uzaklaştıkça daha alçak perdeliymiş izlenimini verir. Bunun nedeni, sesin kaynağının yaklaşma ve uzaklaşması sırasında kulağımıza gelen ses dalgalarının sayısında olan değişikliktir. Bu olaya, bunu 1842 yılında ilk kez açıklayan Avusturyalı0 bilim adamı Doppler’in adından Doppler olayı adı verilmiştir.
Normal bir yetişkin insan frekansı saniyede 20 000 hertze kadar olan sesleri duyabilir. Çocuklar, daha yüksek frekanslı sesleri duyabilirler. İnsanlar yaşlandıkça, yüksek perdeli sesleri gittikçe daha güç duyarlar. Birçok hayvan, insana oranla çok daha yüksek perdeli sesleri duyabilir. Köpekleri çağırmak için kullanılan bazı düdüklerin sesi insanların duyamayacağı kadar tizdir. Yarasalar, frekansı saniyede 100 000 hertzi bulan çığlıklar atarlar. Bu sesleri insanlar duyamaz. Yarasaların bu çığlıklarının yankıları onlara uçmalarına engel olacak cisimlerin ve avlamak istedikleri böceklerin yeri hakkında bilgi verir.
İnsanların duyamayacağı kadar yüksek perdeli seslere ultrasonik (ses ötesi) sesler denir. Bir insanın duyabileceği en alçak perdeli sesin ise kesin bir sınırı yoktur. Çok alçak perdeli sesler, örneğin bir kilise orgunun en kalın sesleri duyulmaktan çok, bir vurgu biçiminde hissedilebilir. Böyle bir sesin frekansı saniyede 10 hertz civarındadır. Bu tür seslere enfrasonik (ses altı) sesler denir. İnsanlar sesleri saniyede 75 hertzden (erkeklerde) 1 400 hertze kadar (kadınlarda) değişebilir. Müzik aletlerinin çoğu bu iki frekansın üstünde ve altında sesler çıkarabilir, iyi bir piyanonun en ince sesinin frekansı saniyede 4 100 hertz, en kalın sesinin frekansı ise saniyede 30 hertzdir.
Bir sesin frekansı, sesi yapan cismin titreşim hızıyla bağlantılıdır. Bir piyano veya harpın ince notalarını oluşturan teller kalın notalarını oluşturan tellere oranla daha hızlı titreşim yaparlar. Bir telin titreşim hızı da birçok öğeye bağlıdır, örneğin daha fazla gerilmiş olan bir tel, daha tiz bir ses çıkarır. Bir lastiği gerip çıkardığı sese dikkat ederseniz, lastiğin gerginliği arttıkça çıkardığı sesin perdesinin de yükseldiğini görürsünüz. Harp, piyano ve diğer telli çalgıların seslerinin perdesi, teller istenilen gerginliğe getirilerek ayarlanır. Titreşen bir telin sesinin perdesi ayrıca telin uzunluğuna da bağlıdır. Aynı maddeden yapılmış, aynı kalınlıkta ve aynı güçle gerilmiş biri uzun biri kısa iki tel düşünelim. Kısa tel uzun tele oranla daha hızlı titreşim yapar ve daha tiz bir ses çıkarır. Gitarcılar ve kemancılar titreşen tellerin uzunluğunu değiştirmek için sol ellerinin parmaklarını kullanırlar. Titreşen tel aletin gövdesini titreştirir. Telli bir çalgıdan çıkan sesin oldukça küçük bir bölümü telin kendisinden gelir.
Bir telin titreşim hızı telin yapıldığı maddeye ve telin kalınlığına da bağlıdır. Bir müzik aletinin alt telleri üst tellerinden daha kalındır ve büyük bir olasılıkla değişik bir maddeden yapılmıştır.
Davul, zil, ksilofon, hep seslerini kendileri titreşerek çıkarır. Borazan, flüt gibi nefesli çalgılarda ise titreşimler çalgının içindeki hava tarafından oluşturulur, örneğin boş bir şişenin içine üflendiği zaman belirli bir nota çıkar. Üflenen hava, şişenin içindeki havanın belirli bir frekansta titreşmesini sağlamıştır. Aynı şişenin içine biraz su konup tekrar üflenirse daha yüksek perdeli bir ses duyulur.
Orgda, çeşitli uzunluk ve genişliklerde birçok boru vardır. Bu boruların içine hava üflenir. Daha sonra borulardaki hava daha alçak bir frekansta titreşim yapar ve daha tok bir ses oluşturur. Borazanda ise tek bir boru vardır. Eski tip borazanlar uzun ve düzdü. Çıkardıkları sesin perdesi uzunluklarına göre değişirdi. Ancak borazanı çalan kimse sesin perdesini bir dereceye kadar dudaklarıyla ayarlayabilirdi. Bugün kullanılan borazanlar ise daha kısa olması için ilmek biçiminde yapılmıştır.
Bir diğer modern borazan türü de yine ilmek biçimindedir. Bu aletin üzerinde piston supapları vardır. Borazanı çalan kimse bu supaplara basarak, havanın aletin içinde daha uzun bir yol almasını sağlar. Yani âdeta borazanın uzunluğunu istediği şekilde değiştirebilir. Borazanın içindeki hava sütunu daha uzun olduğu zaman daha kalın perdeli bir ses çıkar.
Şimdiye kadar, seslerin tek ve belirli bir perdeden olduğunu düşündük. Oysa duyduğumuz hemen bütün sesler alçak ve yüksek perdeli birçok sesin karışımıdır, örneğin sokaktaki trafik gürültüsü, ya da bir odadaki konuşma sesleri çok çeşitli perdelerden birçok sesin karışımından oluşur. Bir orkestra, bir müzik parçasını çalarken her an birçok değişik notayı çalar. Birkaç notanın bir araya gelmesine akort adı verilir. Müzisyenler bir akorttaki notaların uyumlu yani, kulağa hoş gelen sesler olmasına dikkat ederler.
Bir müzik aletinin çaldığı tek bir nota bile tamamen diğer seslerden arınmış değildir. Ana sese her zaman daha yüksek frekanslı başka sesler de karışır. Örneğin bir piyanoda ortadaki do notasına basıldığı zaman çıkan ses saniyede 262 hertz frekansı olan bir sesdir. Fakat bu ana sesin içine, frekansı ana sesin iki, üç vb. katı olan birçok daha zayıf sesler karışmış durumdadır.
Bu kural bütün müzik aletlerinin çıkardığı notalara uygulanabilir. En saf müzik notaları diyapazon adı verilen bir alet tarafından çıkarılır. (Diyapazon iki dişli bir çatala benzeyen bir alettir. Sapına vurulduğu zaman müzikal bir ses çıkarır). Fakat bir diyapazonun sesinde bile harmonik yüksek salınımlar, yani daha yüksek frekanslı sesler vardır. Tamamen saf sesler ancak elektronik makineler tarafından çıkarılabilir. Televizyon istasyonları yayın yapmadıkları sırada tamamıyla saf sesler yayımlayabilirler. Bu sesler müzikal değildir.
Orta do notası piyanoyla çalındığı zaman, kemanla çalındığına oranla çok farklıdır. Bu iki müzik aleti kolaylıkla ayırt edilebilir. Aralarındaki fark, çıkardıkları harmonik yüksek salınımlardan ileri gelir. Bu iki aletteki yüksek frekanslı seslerin gücü birbirinden farklıdır. Aynı şarkıyı aynı perdeden söyleyen iki insan sesi de, harmonik yüksek salınmalarının farkı nedeniyle birbirinden farklıdır.
Televizyon, radyo ve pikaplardaki hoparlörlerin orijinal seslerin çok benzerlerini vermeleri gerekir. Bunun için de hoparlörlerin çok geniş kapsamlı frekansları iletebilmeleri gerekir. İyi kaliteli bir hoparlör sisteminde birkaç tane değişik hoparlör vardır. Bunların bazıları alçak, bazıları da en iyi insan kulağının bile duyamayacağı kadar yüksek frekanslı sesleri iletir. Bir telefonun içindeki hoparlör ise çok daha düşük kalitelidir. Ancak çok sınırlı bir frekans kapsamı vardır. Telefonda sesler gerçektekinden farklı olup genellikle tanınması güçtür.
Ültrasonik sesler: Ültrasonik ses dalgaları, yani insan kulağının duyamıyacağı kadar yüksek perdeli sesler bugün birçok şekilde kullanılmaktadır. Yukarda sözünü ettiğimiz ses iskandillerinde ültrasonik dalgalardan yararlanılır. Ültrasonik dalgalar tıpkı ışık gibi dar bir ışın biçiminde toplanabilir. Alçak frekanslı dalgalardan oluşan bir ışın kısa sürede yayılır fakat ültrasonik dalgaların ışını yayılmaz. Ültrasonik dalgalardan oluşan tarama ışınları gemiler tarafından denizaltıların yerini saptamak amacıyla kullanılır. Ültrasonik ışının denizaltına çarparak oluşturduğu yankılar denizaltının yönü ve uzaklığı hakkında bilgi verir. Ültrasonik sesler tıpta da kullanılır. Ültrasonik bir ışın insan vücuduna değince, normal alçak frekanslı bir ışın gibi içinden geçer. Fakat kemikler, kaslar, diğer dokular ve mide gibi boşluklar geriye yankılar gönderir. Bazı hastalıklar ve yaralar bu yöntemle incelenebilir, örneğin vücuda girmiş olan metal parçalarının yerleri saptanabilir. Bu durumda ses, iks ışınları gibi kullanılmış olur.
Ültrasonik dalgalar endüstride de temizlik için kullanılır, örneğin metal cisimlerin üzerindeki kirler, metal bir deterjan banyosuna konduktan sonra sıvının içinden ültrasonik dalgalar geçirilirse daha çabuk temizlenir. Bu dalgalar kirleri yerinden çıkarır.

Yorum yazın