Dalgalar-2

Yay Dalgaları

Bir ucundan tutularak gerilmiş bir yayın K noktası denge konumundan itibaren ani olarak yukarı kaldırılıp tekrar denge konumuna getirildiğinde yayda ok yönünde ilerleyen bir atma oluşur.

Tepesi yukarıda olan atmaya baş yukarı, aşağıda olan atmaya baş aşağı atma denir.

Aynı yayın K ucu denge konumundan itibaren önce yukarı kaldırılıp tekrar denge konumuna getirilir sonra aşağıya indirilip tekrar denge konumuna getirilir ve bu işlem eşit zaman aralıklarında tekrarlanırsa yayda periyodik dalgalar oluşur.

Yayın gerilerek bir ucundan ani olarak ileri geri itilmesi ile oluşan atma ise yay halkaları üzerinde sıkışan ve gevşeyen iki kısımdan oluşur. Bu kısımlar yay boyunca hareket eder.

Sarmal yaylarda enine ve boyuna atma oluşturulabilir.

Gergin ip ve teller üzerinde ise sadece enine atmalar oluşturulabilir.

Yay Dalgalarının Hızı

Yay dalgalarının hızı; yayı geren kuvvete (F) ve yayın boyca yoğunluğuna \(\mu\) bağlıdır ve aşağıdaki bağıntı ile ifade edilir.

\[v=\sqrt{\frac{F}{\mu}} \]

Boyca yoğunluk \((\mu)\); yayın kütlesinin (m, kilogram), serbest haldeki uzunluğuna (L, metre) oranına eşittir.

\[\mu=\frac{m}{L} \]

Boyca yoğunluğu küçük olan yaylara ince ya da hafif yay, boyca yoğunluğu büyük olan yaylara kalın ya da ağır yay denir.

Bütün dalgalarda ortamın özellikleri hızı belirler. Yay dalgalarında ortamın özelliklerini ise yayın boyca yoğunluğu ile yayı geren kuvvet belirler. Hız; kuvvet artarsa artar, boyca yoğunluk artarsa azalır.

Aynı yay üzerinde oluşturulmuş bütün dalgaların ya da atmaların yayılma hızının büyüklüğü daima eşittir.

Eşit kuvvetlerle gerilmiş yaylar üzerinde oluşturulmuş atmalardan; ince yaydaki atmaların hızı, kalın yaydaki atmaların hızından büyüktür.

Yay Dalgalarının Yansıması

Yay üzerindeki atmaların ya da dalgaların bir engele çarparak oradan geri dönmesine yansıma denir.

Yansımadan önceki atmaya gelen atma, yansıdıktan sonra gözlenen atmaya yansıyan atma denir.
Yansımanın gerçekleşeceği ucun iki tür bağlanma şekli vardır. Bunlar serbest uç ve sabit uçtur.

Türdeş yaylar ideal olarak düşünülür. Atmaların yansıma sonrası da hızının büyüklüğünün ver genliğinin zamanla değişmeyeceği kabul edilir.

Yansıma öncesi önde ilerleyen nokta, yansıma sonrası da ilerleme yönüne göre önde olur.

Sabit Uçtan Yansıma

Sabit uca ulaşan atma, ucun bağıntı noktasında karşılaştığı tepki ile ters (alt-üst) döner.

Baş yukarı atma baş aşağı olarak, baş aşağı atma baş yukarı olarak yansır.
Atmanın sabit uca önde gelen noktası önce yansır ve yine önde hareket eder.

Serbest Uçtan Yansıma

Serbest uca ulaşan atma, ucun bağlantı noktasını da kendi titreşim yönünde hareket ettirir ve ters dönmeden yansır.

Baş yukarı atma baş yukarı olarak, baş aşağı atma baş aşağı olarak yansır.
Atmanın serbest uca önde gelen noktası önce yansır ve yine önce hareket eder.

Serbest uca ulaşan atma, ucun bağlantı noktasını da kendi titreşim yönünde hareket ettirir ve ters dönmeden yansır.

Baş yukarı atma baş yukarı olarak, baş aşağı atma baş aşağı olarak yansır.
Atmanın serbest uca önde gelen noktası önce yansır ve yine önce hareket eder.

Serbest uca ulaşan atma, ucun bağlantı noktasını da kendi titreşim yönünde hareket ettirir ve ters dönmeden yansır.

Baş yukarı atma baş yukarı olarak, baş aşağı atma baş aşağı olarak yansır.
Atmanın serbest uca önde gelen noktası önce yansır ve yine önce hareket eder.

Yay Dalgalarının Iletilmesi ve Yansıması

Uç uca eklenerek gerilmiş yayların birinde oluşturulmuş atma, ek yerine geldiğinde, iletilen ve yansıyan atma olarak iki atmaya dönüşür.

İnce yaydan kalın yaya geçişte bağlantı noktası sabit uç gibi davranır. Yansıyan atma ters döner.
Kalın yaydan ince yaya geçişte bağlantı noktası serbest uç gibi davranır. Yansıyan atma geri dönmez.
Baş yukarı gelen atma daima baş yukarı, baş aşağı gelen atma da daima baş aşağı iletilir. Yani iletilen atmaların baş aşağı ya da baş yukarı olma durumu, gelen atma gibidir.

Ince Yaydan Kalın Yaya Gelen Atmalar

Gelen atma daima ters dönmeden iletilir.
Yansıyan atma daima ters dönerek yansır.
İnce yayda hız, kalın yaya göre daha büyüktür.
- \(v_1=v_2>v_3\)
Hız değerleri arasındaki ilişkiden dolayı genişlikler arasındaki ilişki de aynıdır.
- \(a=b>c\)
Gelen atmanın genliği daima iletilen ve yansıyanınkinden büyüktür.
- \(r_1>r_2; r_1>r_3\)

Kalın Yaydan Ince Yaya Gelen Atmalar

Gelen atma daima ters dönmeden iletilir.
Yansıyan atma daima ters dönmeden yansır.
Gelen atma daima ters dönmeden iletilir.
Yansıyan atma daima ters dönmeden yansır.
Kalın yayda hız, ince yaya göre daha küçüktür.
- \(v_1=v_2
Hız değerleri arasındaki ilişkiden dolayı genişlikler arasındaki ilişki de aynıdır.
- \(a=b
Gelen atmanın genliği daima yansıyanınkinden büyüktür.
- \(r_3>r_1>r_2\)

Atmaların Üst Üste Gelmesi

Atmaların üst üste gelmesine girişim, bu esnada oluşturdukları atmaya da bileşke atma denir.

Girişim olayında ortaya çıkan görüntü geçicidir. Daha sonra dalgalar birbiri içinden geçerek hareketlerine devam eder. Dalgaların hızları, genlikleri ve hareket yönleri bu karşılaşmadan etkilenmez.

Bileşke atmanın genliği, her ikisi de baş yukarı ya da her ikisi de baş aşağı olan atmalar için atmaların genlikleri toplamına eşittir.

\(r_{bileske}=r_K+r_L\)

Bileşke atmanın genliği, biri baş yukarı diğeri baş aşağı olan atmalar için atmaların genliklerinin farkına eşittir.

\(r_{bileske}=r_K-r_L\)

Baş yukarı ve baş aşağı atmaların girişiminde bileşke atma, genliği büyük olan atma tarafında oluşur.