Sesin Hızı Nedir ve Nasıl Bulunmuştur?

Uzun yıllar filozoflar, 'ormanda bir ağaç devrilse ve onu duyacak kimse yoksa, ses çıkarır mı?' diye sordular. Bilim adamları bu soruyu yanıtladı ve sesin ne kadar hızlı yayıldığını bulmaya devam etti. Bu hızı hesaplamak göründüğü kadar basit değildi. Işık hızından farklı olarak sesin hızı sabit değildir ve farklı değişkenler ne kadar hızlı hareket ettiğini değiştirir. Bilim adamları sebat ettiler ve şimdi, ister bir sopranonun sesi isterse yere düşen bir ağacın sesi olsun, sesin nasıl çalıştığını anladılar.

Ses nedir?

Ses, titreşimlerin yarattığı enerjidir. Nesneler titreştiğinde etraflarındaki parçacıkların titreşmesine neden olurlar ve bu da daha fazla parçacığın titreşmesine neden olur. Bu bir ses dalgasıdır. Örneğin, bir ağaç yere düşerse, inişinden kaynaklanan titreşimler bir ses dalgası oluşturur. Ses dalgaları enerjisi bitene kadar devam eder ve dalganın menzilinde kulaklar varsa gerçekten duyulabilir.

manchester united canlı yayın kanalı ücretsiz

Sesin Hızı Nedir?

Sesin hızından bahsederken, çoğu insan ses dalgalarının havada yayılma hızına atıfta bulunur. 68 derece Fahrenheit sıcaklıkta, kuru bir ortamda sesin hızı saatte yaklaşık 767 mildir. Hız, farklı sıcaklıklarda değişir ve ayrıca havada bulunan gazlara bağlı olarak değişir.

Teller Yasası

MÖ 6. yüzyılda filozof, matematikçi ve lir çalan Pisagor, sesin nasıl çalıştığını araştırmak için zaman harcadı. Efsaneye göre, ses üzerindeki çalışması, bir demirci dükkânında farklı boyutlardaki çekiçlerin farklı tonlar yaratma şeklini görmesinden ilham almıştır. Lirinin tellerinin uzunluğunu denemesinin, frekansın telin uzunluğuyla ters orantılı olduğu keşfine ilham vermiş olması daha olasıdır. Sicimlerin birinci yasası olarak bilinir ve ses dalgaları hakkında ilk kaydedilen çalışmalardan biridir.

Sir Isaac Newton

Sir Isaac Newton, ses için bir hız yayınlayan ilk kişiydi. Trinity Koleji'nde bir sütunlu sırada duran Newton, ellerini çırptı ve sesin kulaklarına geri dönmesinin ne kadar sürdüğünü ölçtü. Modern ölçüm ekipmanı olmadan, zamanı ölçmek için bir sarkaç kullanıyordu. Principia Mathematica'da yayınlanan rakamı yaklaşık yüzde 15 oranında düştü. Newton'un geliştirdiği formül Pierre-Simon Laplace tarafından geliştirildi ve Newton-Laplace Denklemi olarak biliniyor.

Silah Atışlarıyla Ses Hızını Ölçme

1700'lerin başında, Rahip William Durham sesin hızını ölçmek için deneyler yaptı. Teleskoplu bir kulede dururken, asistanlar birkaç yerel simgeye silah ateşledi. Durham, silah sesinin parlamasını gözlemledi ve sesi duymasının ne kadar sürdüğünü ölçmek için bir sarkaç kullandı. İlgili mesafeleri bildiği için, ses hızı hesaplanabilir ve en erken makul doğru tahmin olarak kabul edilir.

Kundt Tüpü ile Ses Hızını Ölçme

August Kundt, 1866'da Kundt tüpünü icat etti. Cihaz, az miktarda ince toz içeren şeffaf bir tüpten oluşur. Tüpün bir ucunda bir ses oluşturulduğunda, toz ses dalgaları tarafından hareket ettirilir. Dalga boyuna bağlı olarak tüpte eşit aralıklarla yerleşir. Toz yığınları arasındaki mesafenin ölçülmesi, ses hızının hesaplanmasını sağlar. Kundt tüpünün farklı gazlarla doldurulması, farklı ortamlarda sesin hızının ölçülmesini sağlar.

Mikrofonlarla Ses Hızını Ölçme

Günümüzde sesin hızını ölçmenin en basit yolu iki mikrofon kullanmaktır. Temel konsept Durham'ın pompalı tüfekleriyle aynıdır, ancak kronometreler ve hızlı kayıt cihazları, ses kaynağı ile ölçüm cihazı arasında daha kısa bir mesafeye izin verir. Ses ayrıca bir av tüfeği patlamasından daha yumuşak olabilir.

Rakımın Etkileri

Sıcaklık, ses hızı üzerinde en büyük etkiye sahiptir. Sabit bileşimli herhangi bir ideal gazda, sesin hızı yalnızca sıcaklığa bağlıdır. Sıcaklık düştükçe ses yavaşlar, bu da ses dalgalarının daha yüksek irtifalarda daha yavaş hareket ettiği anlamına gelir. Bu nedenle sesin genel hızı deniz seviyesinde ölçülür ve belirli bir sıcaklığa dayanır.

3 numarayı görmeye devam ediyorum

Farklı Maddelerde Ses

Ses parçacıkların titreşimi ile oluşturulduğundan, içinden geçmek için bir ortama ihtiyaç duyar. Bu, boşlukta ses olmadığı anlamına gelir, ancak sesin hava dışındaki maddelerde de hareket edebileceği anlamına gelir. Aslında, ses en yavaş gazlarda hareket eder. Suda dört kat, demirde 15 kat daha hızlı hareket eder.

Ses Bariyerini Aşmak

İlk havacılık mühendisleri, ses hızının aşılması imkansız bir engel olduğuna inansalar da, insan yapımı nesneler bunu ilk olarak yüzyıllar önce kırdı. Bir kırbaçtan duyulan çatırtı sonik bir patlamadır ve erken kurşunlar bile ses hızından daha hızlı hareket eder. Chuck Yaeger 1947'de düz uçuşta sesten hızlı uçan ilk kişi oldu. 2012'de Felix Baumgartner 120.000 fitten paraşütle atlayarak araçsız sesten hızlı seyahat eden ilk kişi oldu.