YAY DALGALARININ YANSIMASI
10. sınıflar fizik dersi konusu. Yaylarda atma. Atma ve periyodik dalga arasındaki fark. Sabit uca gelen atmanın yansıması. Hareketli uca gelen atmanın yansıması. Konu anlatımı ve çözümlü örnekler.
Periyodik Dalga ve Atma
Periyodik dalga belirli bir zaman aralığında kaynaktan çıkan atmalardır diyebiliriz. Her atma aynı zamanda bir titreşimdir. Periyodik dalganın birim zamandaki titreşim sayısına frekans denilir. Buna göre her saniyede frekans değeri kadar atma gerçekleşir. Böylece kesintisiz bir dalga oluşur.
Kesintisiz dalgaları incelemek zor olduğundan bu dalgalardaki bir tek tam titreşimi ele alarak incelemek dalganın tüm özelliklerini anlamamıza yetecektir. İşte tek dalga parçasına atma diyoruz.
Elimizle bir tek atma meydana getirmek için esnek bir ipi bir ucundan sabitleriz. Diğer ucundan biraz yukarı kaldırıp bırakırız. Elimizle tuttuğumuz noktadan sabit uca doğru tek atmadan oluşan bir dalga meydana gelecektir.
Atmaların Yansıması
Yay dalgaları sabit veya hareketli bir engele geldiklerinde yön değiştirirler. Yani geldikleri yöne dönerler. Bu dönüş dalganın çarptığı engelin sabit veya hareketli olmasına göre değişir. Dalgaların bir engele çarparak geldiği ortama geri dönmesine yansıma adı verilir.
Yay dalgası engele x ekseninin üst tarafında gidecek biçimde çarpmışsa ve engel hareketsiz ise dalga x ekseninin aşağısında olacak biçimde yansır.
Sabit Uca Gelen Dalga
Şekilde görülen dalga 1 yönünde engele gelmektedir. İpin engele bağlı olan ucu sabittir. Bu durumda atma engele çarptığında geldiği bölümün tersi taraftan gider. Yani X ekseninin üst tarafında engele geliyorsa X ekseninin alt tarafından geri döner.
Bunu genelleştirirsek bir engele bağlı sabit bir uca, uç ile 90° açı yapan bir çizginin altında gelen atma engelden çizginin yukarısında döner. Sabit bir uca, uç ile 90° açı yapan bir çizginin yukarısında gelen atma, engelden çizginin altında kalacak biçimde döner.
Yansıyan atmanın gelen atmaya göre genliği, sürati ve genişliği değişmez. Sadece genliğin yönü (işareti) değişir.
Bunun nedeni engele çarpan dalga engele bağlı olduğu uç sabit olduğundan engeli yukarı yönde zorlayacaktır. Etki – tepki yasası gereği engel de yaya aşağı yönlü bir kuvvet uygulayacaktır. Bunun sonucunda atma aşağı yönde geri dönecektir.
Ayrıca gelen atmanın ön ucu, yansıyan atmanın ön ucu, gelen atmanın arka ucu ise yansıyan atmanın arka ucu olur.
Hareketli Uca Gelen Dalga
Şekildeki gibi x ekseninin üst kısmından hareketli uca gelen dalga, engelden yine x ekseninin üst kısmında kalacak şekilde döner.
Bunu genelleştirirsek bir engele bağlı hareketli bir uca, uç ile 90° açı yapan bir çizginin üst kısmından gelen dalga yine bu çizginin üst kısmından döner. Hareketli engele bu engelle 90° açı yapan bir çizginin alt kısmından gelen bir dalga, yine bu çizginin alt kısmından döner.
Yansıyan atmanın gelen atmaya göre genliği, sürati ve genişliği değişmez.
Bunun nedeni dalganın taşıdığı enerji engele gelince engeli yukarı doğru kaldırır. Bu arada dalgadaki kinetik enerji potansiyel enerjiye dönüşür. Engel aşağıya inerken potansiyel enerji tekrar kinetik enerjiye dönüşür ve dalga geldiği şekilde döner.
Örnek:
Şekildeki atma iki engel arasında sürekli hareket etmektedir. Dalga saniyede 1 birim kare yol almaktadır.
Atma şekildeki konumdayken 10 saniye sonra bulunacağı konumu ve şekli çiziniz.
Çözüm:
Dalganın ön kısmındaki noktayı ele alalım. Bu nokta 10 saniyede 10 birim kare yol almış olmalıdır.
Dalganın önünde dalga ile hareket eden bir K noktası ele alalım. K noktası her saniyede 1 birim kare yol alacaktır.
Dalganın ön noktasının sağ taraftaki engele uzaklığı 6 birimdir. 6 saniyede karşı engele giden dalga dönüşte 4 saniyede 4 birim kare yol daha alır ve şekildeki konumda olur.
K noktası dalganın engele gidişinde ön kısmında olan noktadır. Bu nokta dönüşte yine ön kısımdaolacaktır. Toplam 10 birim kare yol alacaktır. Lakin L noktası da 10 birim yol alacak ve şekildeki konumda olacaktır.
Dalgaların Karşılaşması
Atmaların Ortam Değiştirmesi
SANATSAL BİLGİ
05/02/2019