SU DALGALARINDA KIRILMA

Su dalgalarının farklı ortamlardaki hareketi. Su dalgalarının sığ ortamdan derin ortama geçişi. Su dalgalarının derin ortamdan sığ ortama geçişi. Ortamlarda hız, dalga boyu ve frekans değerleri.


Dalgalarda kırılma olayı, farklı derinliklerdeki suda ilerleyen dalgaların doğrultu değiştirmesidir.

Dalgaların sudaki hızı derinliğe bağlı olarak değişir, daha derin suda dalgalar daha hızlı hareket eder. Derinlikleri farklı iki su bölümünü birbirinden ayıran çizgiye gelen bir su dalgası doğrultu değiştirir. Bu olaya dalgaların kırılması adı verilir. Dalgalarda kırılma olayı, ışığın kırılması olayına benzer. Bu olay ışığın bir dalga karakteri taşıdığını ispat eder.

1- Derin Sudan Daha Sığ Suya Geçen Dalga

Işık ışınları az kırıcı ortamdan çok kırıcı ortama geçtiğinde normale yaklaşarak kırılıyordu.

Dalga_yon1 


Dalgaların çok derin sudan az derin suya geçerkenki kırılmaları da buna benzer. Daha az derin suya geçen dalga normale yaklaşarak kırılır. 

Eğer dalgalar ortamları ayıran yüzeyin normali ile aynı doğrultuda geliyorsa, yani dalgaları dik kesen çizgi, ortamları ayıran yüzeye dik geliyorsa, bu durumda dalgalar herhangi bir sapmaya uğramadan 2. Ortama geçer. Bununla birlikte su dalgaları daha az derin ortamda ilerlediği için hızı azalır. Hızı azaldığından dolayı dalga boyu da küçülür.

Dalga_yon2


Eğer gelen dalga ortamları ayıran yüzey ile bir α açısı yapıyorsa, bu durumda dalga sapmaya uğrar.

Dalga_yon3


Yukarıdaki şekli yorumlayalım.

Dalga derin ortamdan daha az derin ortama (sığ) gelmiştir. Derinlikleri arasında

n1>n2 ilişkisi vardır.

Dalga daha derin ortamda daha hızlıdır. Hızları arasında,

V1 > V2 ilişkisi vardır.

Dalganın hızının daha büyük olduğu yerde dalga boyu daha büyüktür. Dalga boyları arasında

λ1 > λ2 ilişkisi vardır.

Frekans sadece kaynağa bağlı olduğundan frekans her iki ortamda da eşittir.

Dalga derin ortamdan az derin ortama geldiğinden,

ϑ > i ilişkisi vardır.

Yani gelen dalganın ayırıcı yüzeyle yaptığı açı, kırılan dalganın ayırıcı yüzeyle yaptığı açıdan büyüktür.

Gelen dalganın normalle yaptığı açı, kırılan dalganın normalle yaptığı açıdan büyüktür.

α > β


Sığ Ortamdan Derin Ortama Geçen Dalga

Bir su dalgası sığ ortamdan derin ortama geçerse yukarıdaki olayların tersi gerçekleşir.

Dalganın hızı artar, dalga boyu büyür, frekansı değişmez. Dalga normalden uzaklaşarak kırılır. Eğer dalga normal üzerinden gelmişse kırılmaya uğramadan yoluna devam eder, ancak dalga boyu ve hızı artar.

Dalga_yon4


Yukarıdaki şekli yorumlayalım.

Dalga az derin (sığ) ortamdan çok derin ortama geçmiştir. Ya da bunu şöyle de söyleyebiliriz. Dalga bir ortamdan daha derin ortama geçmiştir. Az derin ortamlar için "sığ" kelimesi de kullanılır.

Daha derin bir ortama geçen su dalgalarının hızı artar, bu nedenle ortamlardaki hızlar arasında,

V1 < V2 ilişkisi vardır.

Sığ ortamdan derin ortama geçen dalganın hızı arttığından dalga boyu da artar. Ortamlardaki dalga boyları arasında,

λ1 < λ2 ilişkisi vardır.

Frekans kaynağa bağlı olduğundan, her iki ortamda da frekans eşittir.

Dalga sığ ortamdan derin ortama geldiğinden gelen dalganın ortamları ayıran yüzeyle yaptığı açı, kırılan dalganın ortamları ayıran yüzeye yaptığı açıdan küçüktür.

ϑ < i


Gelen dalganın normalle yaptığı açı, kırılan dalganın normalle yaptığı açıdan küçüktür.

α < β


Örnek:

Dalga_yon5


Şekilde 1 ortamda hareket eden bir dalganın 2. ve 3. ortamlara geçmesi ve bu ortamlardaki hareketi gösterilmiştir. 

A) Ortamların derinlikleri n1, n2 ve n3 ile veriliyor. Derinliklerini karşılaştırınız.

B) Dalganın 1, 2 ve 3. ortamlardaki hız (V), dalga boyu (λ) ve frekansını karşılaştırınız. 


Çözüm:

A) Önce dalganın hareketini analiz edelim. Dalga 1. ortamdan 2. ortama geçerken normale yaklaşarak kırılmıştır. Buna göre 1. ortamın derinliği 2. ortamın derinliğinden daha fazladır. O halde n1 > n2 olur.

Dalga 2. ortamdan 3. ortama geçerken yine normale yaklaşarak kırılmıştır. Buna göre derin bölgeden sığ bölgeye geçmiştir, n2 > n3   dür.

Buna göre derinlikleri arasında n1 > n2 > n3 ilişkisi vardır.


B) Derinlik ile dalga boyu ve hız artar.

λ1 > λ2 > λ3

V1 > V2 > V3


Frekans derinlikle değişmez.

f1 = f2 = f3


Stroboskop İle Dalga Hızının ölçülmesi



SANATSAL BİLGİ

18/02/2019

  • YORUM YAZ
  • ADI SOYADI(veya nick)
  • YORUM
COPYRIGHT© HER HAKKI SAKLIDIR
Sitede Yer Alan Bilgi Belge Ve Materyallerin İzinsiz olarak Kopyalanması ve Alıntılanması Yasaktır

SANATSAL BILGI