SESİN OLUŞUMU

  1. Ana sayfa
  2. İnternet Reklamcılığı
  3. Makale detayı
SESİN OLUŞUMU

Uyarıcı Etkenin Oluşumu

Kulağı uyaran etkenler, her zaman yinelenen bir hareket sonucu oluşur. Bir cismin konumunun, bir referans cismine veya noktasına göre değişmesine hareket denir. Hareket ne kadar karışıksa o hareketin sonucu olarak oluşan uyarıcı etkenler ve bu etkenlerin uyarısıyla algıladığımız sesler de o kadar karışık olur. Çok karışık seslere gürültü denir. Çalgılarımızdaki tellerin hava sütunlarının, çubukların hareketinden doğan müzik sesleri ise gürültülere göre çok daha basit yapıdadır. Yine de basit sesler değildir. Doğada basit ses oluşmaz. Basit ses, bir cismin bir boyut üzerinde yaptığı yinelenen hareketten doğmalıdır. Müzik aletleriyle basit sesler çıkararak daha karışık olan gürültülerin yapılarını anlayabiliriz çünkü en karmaşık ses bile çeşitli basit seslerin bir bileşkesidir.

Basit Uyumlu Hareketin Ayrıntıları

Basit uyumlu hareket, basit seslerin temelidir ve en basit yinelenen harekettir. Titreştirilen bir ses çatalının kollarını oluşturan her madde taneciği, bir elektrik devresinde salınan elektronlar veya yaklaşık da olsa akılda daha kolay canlandırılabilen bir örnek olarak bir düzlem içinde küçük salınımlar yapan bir sarkaç basit uyumlu hareketler yapar ve bütün bu hareketler hep aynı ilkelere uyar. Geometrik olarak da basit uyumlu hareketi bir çember üzerinde düzgün bir hızla dönen bir noktanın çap üzerindeki izdüşümünün yaptığı hareket olarak tanımlarız

Referans çemberi üzerinde düzgün bir hızla dönen P noktasının çap üzerindeki izdüşümü olan P’ noktası, AB çapı üzerinde gidip gelerek bir basit uyumlu hareket yapar.

Basit Uyumlu Hareket ve Enerji

Daha çok enerji verilirse sistemin denge konumundan daha çok uzaklaşabileceği yani basit uyumlu hareketin genliğinin büyüyeceği açıktır. Enerji arttıkça referans çemberinin yarıçapı gitgide büyür. Öncelikle bir titreşimin enerjisi, genliğin karesiyle doğru orantılıdır. Örneğin; genliği üç kat yapabilmek için enerjiyi dokuz katına çıkarmak gerekir. Enerji azaldıkça referans çemberinin yarıçapı gitgide küçülür. Peki, basit uyumlu hareket yapmakta olan bir sistem bu hareketini ne kadar sürdürebilir? Eğer hareket sırasında bir enerji kaybı olmazsa hareket sonsuza kadar sürer. Genelde enerji kaybı olur, bu nedenle hareket gitgide küçülür. Bu enerji kaybının nedeni şöyle açıklanabilir: Ses çatalında enerjinin büyük bir kısmı ısıya dönüştüğünden sistemin enerjisi çözülür ve ses gitgide duyulmaz olur. Buna sönüm süresi denir.

Titreşimlerin Eğrilerinin Çizilmesi

Salınan bir sarkacın, bir yayın veya titreşen bir ses çatalının yaptığı basit uyumlu hareketin izinin çizilmesi oldukça kolaydır. Örneğin, ses çatalına sivri bir uç tutturulur. Bu uç, bir isli cama hafifçe değer. Çatal titreşirken cam titreşimin olduğu düzleme dik doğrultuda düzgün bir hızla çekilirse hareketin zaman içindeki izini gösteren sinüs eğrisi elde edilir (İsli cam yerine kâğıt da kullanılabilir.). Ancak aynı yöntemi müzik sesi veren sistemlerin hareket eğrilerini çizmekte kullanamayız çünkü müzik seslerin eğrileri çok karmaşıktır. Bu amaçla osiloskop denilen modern bir alet icat edilmiştir. Osiloskop (cam top) elektronik bir düzenektir, titreşim hareketinin periyodunu ve genliğini kolayca belirler

Osiloskopun ana parçası olan elektron tüpünün şeması

Rezonans

Uyarıcı sistemin frekansı ile rezonatörün öz frekansı aynı değerde ise özel bir zorlanmış titreşim oluşur. Bu zorlanmış titreşimin genliği, uyarıcı titreşimin genliğine göre çok büyük değerler olabilir yani uyarıcı titreşim, rezonatör tarafından güçlendirilmiş olur. Bu olaya rezonans denir. Rezonans, zorlanmış bir titreşimdir.

Rezonansın nasıl oluştuğunu basit bir örnekle anlatalım. Arkadaşınızı bir salıncakta sallamak istediğinizi düşünün. Biraz iterek salıncağı kendi hâline bırakırsanız salınımların genliği gitgide azalır ve sonunda hareket durur. Bu sonumlu hareket salıncağın öz salınımıdır ve belirli bir frekansı, periyodu vardır. Aynı salıncağı ne zaman harekete geçirseniz hep aynı periyotla salınır. Şimdi salıncağa öz frekansına uygun olarak yinelenen bir kuvvet uyguladığınızı ve dönmekte iken onu yeniden ittiğinizi düşünün. Her yeni itişte salınım genliğinin nasıl arttığını deneyimlerinizden bilirsiniz. Uyguladığınız yinelenen kuvvetin frekansıyla salıncağın öz frekansı aynıdır, uyarıcı ile rezonatör (salıncak) rezonans hâlinde olduğu için genlik artışı görülür.

Perde ve Frekansı

Perdeyi kısaca bir sesin işitme sistemimizde uyandırdığı tizlik, pestlik duygusu olarak tanımlayabiliriz. Bu duygunun ölçüsü, ses kaynağının titreşim frekansıdır. Perde dediğimiz psikofiziksel nicelikle frekans değeri ölçülebilir. Fiziksel nicelik, hep birbirine koşuttur.

Bir sesin frekansı arttıkça perdesinin yükseldiğini (tizleştiğini) frekansı azaldıkça da perdesinin düştüğünü (pestleştiğini) söyleriz. Frekans aynı kalıyorsa titreşen sistem ne olursa olsun hep aynı perdeyi algılarız. Perdeye frekansın müzik dilindeki karşılığı diyebiliriz.

Elektronik Frekans Belirleme Yöntemlerine Örnekler

Perde, sesin şiddetine pek bağlı olmadığına göre bir sesin perdesini (frekansı) belirlemek için ses şiddetini katmanın gereği yoktur. Frekans belirlemek için çeşitli yöntemler kullanılır. Deney yapanın kulağının duyarlılığına da bağlı olan sonometre ve sirenle frekans belirleme yöntemlerinin yanı sıra frekansları milyarda bir hertz kadar belirsizlikler verebilen ve kulaktan bağımsız olarak uygulanabilen elektronik frekans belirleme yöntemleri de vardır. Örneğin; frekansı belirlenecek ses önce bir mikrofon yardımıyla aynı frekanslı bir elektrik akımına çevrilir. Sinüs eğrisini andıran değişimler gösteren bir elektrik akımı bir asilatörden elde edilen, frekansı bilinen ve ayarlanabilen başka bir elektriksel titreşimle birlikte bir osiloskopa gönderilir.

Osiloskop

İletici Ortamlar

Uyarıcı etkenin maddesel bir sistemin yaptığı titreşimlerden doğduğunu biliyoruz. Bu titreşimlerin yinelenerek kulağımıza kadar gelebilmesi için tanecikleri ayrı ayrı titreşebilen ve bu titreşim hareketini birbirine geçirebilen maddesel bir ortamın bulunması gerekir. Kulakla ses kaynağı arasında bulunan bir maddesel sistem, iletici ortamı oluşturur yani iletici ortam herhangi bir maddesel sistem olabilir. Ses için iletici ortam bir gaz, bir sıvı ya da katı olabilir (Katı ve sıvılar, sesi gazlardan daha iyi iletir.). Ancak kaynağın kendisi değil titreşim enerjisi ortamda iletilir ve çok uzaklara gidebilir yani ortamın ilettiği şey madde değil, enerjidir. Enerjiyi ileten de ortamda ilerleyen hareket yani oluşan dalgalardır.

Titreşimlerin Yayılma Mekanizması

Maddesel ortamın herhangi bir bölgesinde oluşan bir hareket, maddenin esnekliği nedeniyle az sonra diğer bölgelerin de harekete geçmesine neden olur. Bir ortamda ilerleyen hareketlere dalga denir. Örneğin, havuzdaki durgun suya küçük bir taş attığımızı düşünelim. Taşın düştüğü yerde oluşan çukurluğun hemen çevresini kuşatan bir tümsek halka, çapı gitgide genişleyerek ve enerji taşıyarak havuzun kenarlarına kadar ilerler. Bu ilerleyen şey, su ortamında iletilen bir dalgadır. Sarsıntıyla birlikte iletilen şey enerjidir.

Havadaki Ses Dalgaları

Ses kaynağı titreşirken çevresindeki hava, periyotlu olarak sıkışıp gevşer, bu sarkıntı her yöne doğru boyuna dalgalar hâlinde yayılır. Dalga yayılmaktayken yolu üzerinde bulunan herhangi bir noktadaki basınç, periyotlu olarak azalıp çoğalır.

Dalgaların Ortamdaki Yayılma Hızı

Dalga hızı, bir dalganın ortamda aldığı yolun o yolu almak için harcanan zamana oranıdır yani dalganın birim zamanda aldığı yoldur.

Hız = Alınan Yol / Harcanan Zaman

Bu hız, ortam taneciklerinin ve bu tanecikler arasında etkili esnek kuvvetlerin büyüklüğüne bağlıdır.

  • Katılardaki yayılma hızı

Gerilmiş bir telde taneciklerin arasındaki çekim kuvveti, teli geren kuvvetle orantılıdır. Taneciklerin kütlesinin büyüklüğü ise telin birim kütlesiyle orantılı olduğuna göre enine bir dalganın yayılma hızı; teli geren kuvvetle doğru, telin birim kütlesiyle ters orantılıdır.

  • Sıvılardaki yayılma hızı

Akışkan (sıvı veya gaz) ortamların belirli bir biçimleri, boyları olmadığına göre bunlar için yoğunluk değerinden söz edilemez. Akışkanlarda boyun bir anlamı olmadığına göre B değeri (hacimsel değer) uygulanan basınçtaki değişmenin akışkandaki bağıl hacim değişmesine oranı olarak tanımlanır.

  • Gazlardaki yayılma hızı

Gazlar için B değeri (hacimsel değer) ideal gaz denkleminden B = Py olarak tanımlanır. P = gaz basıncını, Y ise sabit basınçtaki ısı sığasının sabit hacimdeki ısı sığasına oranını gösterir.

Basit Seslerin Algılanması Seslerin algılanması karmaşık bir olaydır. Kulağa kadar gelen ses dalgalarının taşıdığı akustik enerji, kulak zarına periyotlu hareketler yaptırır. Orta kulağa, oradan da iç kulağa iletilen bu hareketler, iç kulakta nöral sinyallere dönüştürülür. Sinyaller beynin işitmeyle ilgili bölümüne iletilir. Böylece algılama işlemi tamamlanmış olur. İşin içine beynin birçok bölgesi girdiğine göre sesin algılanması fiziksel, fizyolojik, nörolojik ve psikolojik yönleri olan karmaşık bir olaydır.

Kulağın Yapısı ve İşlevi

Belli frekanstaki bir sesin beynimizde uyandırdığı tizlik pestlik duygusuna perde

denir. Kulak anatomik bakımdan dış, orta ve iç kulak olarak üç bölümden oluşur. Dış kulak; kulak kepçesi, işitme kanalı ve bu kanalın sonunu kapatan kulak zarından meydana gelir.

Kulağın yapısını gösteren çizim
  • Kulak kepçesinin görevi, olabildiğince çok akustik enerjiyi işitme kanalına yönlendirmektir.
  • İşitme kanalı, titreşimleri yoğunlaştırılmış olarak kulak zarına iletmektedir.
  • Kulak zarının görevi, işitme kanalındaki hava titreşimlerini yineleyerek orta kulağa aktarmaktadır.

Orta kulakta kulak zarına yapışık bir zincir oluşturan art arda üç küçük kemik vardır. Bunlara biçimlerinden dolayı çekiç, örs ve üzengi adı verilmiştir. Her yanı kapak bir oyuk görünümünde olan orta kulakta yalnızca boğaza açılan bir kanal (östaki borusu) bulunmaktadır. Bu borunun orta kulaktaki salgıları boşaltmak ve kulak zarının iki yanındaki hava basıncının aynı olmasını sağlamak gibi iki görevi vardır. Orta kulaktaki kemik zincirinin görevi kulak zarının yaptığı titreşimleri iç kulaktaki sıvıya aktarmaktır. (Kemiklerdeki herhangi bir bozukluk, aktarma işleminin yapılmamasına ve sağırlığın ortaya çıkmasına neden olur.).

İç kulak, yarım çember kanalları ve salyangoz olmak üzere başlıca iki kısımdan oluşur:

  • Kanallar, ses algılamayla değil vücudumuzun dengesinin sağlanmasıyla ilgilidir.

Salyangoz, ses algılamayla ilgili en önemli organımızdır.

Frekans Algılama Mekanizması

Havada ilerleyen ses dalgaları (basınç değişimleri), kulak zarını kendi frekanslarına uyacak bir titreşim yapmaya zorlar. Zardaki titreşimler kemikler aracılığıyla oval pencere zarına iletilir. Buradan salyangoza geçer ve bu dalgalar rezonans hâline gelir. Gelen sesin frekansı değişirse iç kulak sıvısındaki dalgaların dalga boyu değişir. Dolayısıyla rezonans bölgelerinin yerleri de farklı olur. Beyne farklı nöronlardan farklı sinyaller gider. Her bir frekans için taban zarı üzerinde, farklı bir maksimum duyarlık bölgesi (rezonans bölgesi) vardır.

  • Düşük frekanslı sesler, zarın uç kısmına (apeks) yakın esnek kısımlarını uyarır.
  • Yüksek frekanslı sesler, zarın oval pencereye daha yakın olan bölümlerini uyarır.
  • Kısaca bir sesin frekansıyla ilgili bilgilerin cortr organı (kulaktaki sinir hücreleri topluluğu) tarafından uyarılmış nöronların mekânsal konumu olarak kodlandığı söylenebilir. Uyarılan nöronların bulunduğu yere göre perde, pest veya tiz olarak algılanır.

Kulak Selenleri Birleşim seslerinin oluşması için iki ayrı sese gerek var. Gelen basit sesin şiddeti yeterince yüksekse işitme sistemimiz bir tek sese bile yeni yeni sesler ekler. Bu eklenen seslere kulak selenleri denir. Kulak selenlerinin frekansı gelen orijinal sesin frekansının tam katları kadardır yani orijinal ses ve kulak selenleri, bir harmonik ses oluşumlarıdır. Temel ses, bu serinin birinci elemanıdır yani birinci selendir

Kulak selenleri

Yukarıdaki şekilde de görüldüğü gibi orijinal sesin şiddeti arttıkça fark edilebilen kulak selenlerinin sayısı da artar.

savaş aldemir

Yazardan beri: Eylül 23, 2020

Bir cevap yazın

E-posta hesabınız yayımlanmayacak. Gerekli alanlar * ile işaretlenmişlerdir

Rating*