BEŞ DUYU ORGANIMIZDAN BİRİ OLAN KULAKLARIMIZ SAYESİNDE DUYDUĞUMUZ SES NEDİR VE NASIL OLUŞUR?

         Hayatımızın bir parçası olan sesin bizim için öneminin üzerinde pekte durmuyoruz. O kadarki görme duyumuz olan gözümüzü kapabilmemize rağmen, ses yedi-yirmi dört açık kalmak zorunda. Sesin yaşamımızdaki yeri inanılmaz ölçüde etkili, yeri geldiği zaman bizi mutlu eden sesler olduğu gibi sağlığımızı bozacak ölçüde rahatsız edici seslerde hayatımızda yer alır.

    ses

          Ses nedir ve nasıl işitilir? Ses maddesel ortamda ( katı, sıvı, gaz ve plazma ) sesi üreten kaynağın enerjisinin etkisiyle ortamdaki tanecikleri titreştirmesi ile oluşur. Maddesel ortamda oluşturulan bu titreşim enerjisi kendisine komşu olan taneciklere aktarılarak ilerlemesine olanak sağlar. Bir kaynağın enerjisi ile oluşup yayıldığı için ses bir enerjidir. O zaman Ses bir enerji olduğundan Uluslararası birim standardına (SI) göre birimi Joule (J) dur. Duyabildiğimiz ya da duyamadığımız (duyma sınırımız dışındaki sesler ) tüm seslerin kaynağında mutlaka bir titreşim olmalıdır. Bu titreşim, topun yere çarpmasından, gitarın telinden, ses tellerimizden, araba motorundan ve daha binlerce farklı kaynaktan gelebilir. Ses kaynağının oluşturduğu titreşim çoğu zaman frekansı çok yüksek olduğu için gözlerimizle algılamamız mümkün olmaz. Ayrıca ses maddesel olmayan (uzay gibi ) ortamlarda yayılmaz. Ses üreten bir kaynak olsa dahi ortamda tanecikler yoksa üretilen enerji ses enerjisi olarak aktarılamayacak.
         Sesin oluşabilmesi için maddesel ortama ihtiyaç duyduğunu belirttikten sonra, katı sıvı ve gaz ortamında sesin davranışlarını inceleyelim. Katı ortam tanecikleri birbirine çok yakın ve daha güçlü bağlarla bağlı olduklarından, ses kaynağının oluşturduğu titreşim enerjisi bir molekülden diğerine çok daha hızlı iletilecektir. Öyleyse katı maddenin yoğunluğuna göre, yoğunluk arttıkça sesin iletilme hızı artacaktır. Örneğin demiryolundaki rayların sesi iletme hızı saniyede 5100 metredir. Bu havaya göre yaklaşık 20 kat etmektedir. Sıvı maddelerin tanecikleri katıya göre daha az yoğun (seyrek ) yapıda olduklarından sesi iletme hızı katıya göre daha yavaştır. Sesin denizdeki iletilme hızı saniyede 1500 metredir. Gaz ortamı katı ve sıvıya göre daha az yoğun yani seyrek yapıda olduğu için, gaz ortamında sesin iletilme hızı en yavaş bu ortamdadır. Sesin havadaki hızı ortalama saniyede 340 metredir. Atmosferin yukarılarına doğru çıktıkça atmosferin yoğunluğu azalacağından burada sesin hızının düşeceğini söyleyebiliriz. Kulağımızın duyduğu sesin büyük çoğunluğunun havadan yayıldığını unutmayalım. Sesin hızını etkileyen diğer etkenler sıcaklı basınç, nem ve rüzgâr diyebiliriz. Sıcaklık arttıkça sesin hızı artar. Ses sıcak ortamdan soğuk ortama geçerken, ortamların yoğunluk farkından dolayı yayılma doğrultusunu değiştirir.

    sesin hızı

    Bazı katı, sıvı, ve gaz haldeki maddelerde sesin hızı.

    boyuna dalgalar

    Ses boyuna dalgalardır. Boyuna dalgalar; yayılma doğrultusu ile titreşim doğrultusu bir birine paralel olan dalgalardır.

         Sesin kulağımız tarafından algılanması olayına işitme denir. Ses kaynağının titreştirdiği hava molekülleri kulak zarımıza çarparak, kulak zarımızı titreştirir. Bu titreşim orta ve iç kulağa oradan sinirler vasıtasıyla beyne iletilerek işitme olayı gerçekleşir. Her ses kaynağından çıkan sesi kulağımız algılamaz. Kulaklarımızın sesi algılayabilmesi için ses kaynağından çıkan sesin frekansının (ses dalgasının saniyedeki titreşim sayısı) en az 20 s-1 en fazla 20.000 s-1 olması gerekmektedir. Tabii bu frekans aralığı normal bir insan içindir. Yaş ilerledikçe veya sürekli gürültüye maruz kalan insanlarda bu işitme aralığı gittikçe daralmaktadır. Sizde işitme testinizi http://www.beltonehearingtest.com adresinden yapabilirsiniz. Bazı canlıların işitme aralığı insanların işitme aralığından çok daha iyi olduğunu duymuşuzdur. Örneğin atlar 33.000 hertz ( Hz, s-1 ), köpekler 45.000 Hz, kediler 70.000 Hz, fareler 76.000 Hz, yarasalar 110.000 Hz kadar olan sesleri duyabilirler. Bunun yanında insanların işitme aralığından daha düşük canlılarda vardır. Örneğin filler 12.000 Hz, kanaryalar 8.000 Hz, tavuklar ise 2.000 Hz. kadar olan titreşimleri duyabilir.

    canlıların işitme aralığı

         İşitmenin gerçekleşebilmesi için frekans yeterli koşul değildir, frekansının yanında sesin şiddetinin bizim algılayabileceğimiz kadar yüksek olmalıdır. Ses şiddet birimi DESİBELL (dB ) dir. Desibell terimi Amerikalı mucit Alexander Graham Bell’in ( Telefonun mucidi ) adından geliyor. Sesin şiddetini ne olduğunu tam olarak açıklayacak olursak; sesi üreten kaynağın bizim duyamayacağımız kadar uzakta ve bu arada bize yaklaştığını düşünelim. Ses kaynağının bize yaklaşırken duyabildiğimiz noktaya 0 dB denir. Sesin şiddeti kaynaktan uzaklaştıkça azalır. Şiddeti 60 dB den daha fazla olan seslere gürültü denir. Amacı dışında kullanılan yüksek seslerin oluşturduğu gürültüye ses kirliliği denir. Ses kirliliği, ruh ve beden sağlığımızı olumsuz yönde etkiler.
         İşitebildiğimiz sesin frekansına karşılık dalga boyunun büyüklüğü 17 mm ile 17 m aralığındadır. Yani duyabildiğimiz en küçük frekansa ( 20 Hz ) karşılık 17 metrelik bir dalga boyu elde edilirken, en yüksek frekansa ( 20.000 Hz ) karşılık gelen dalga boyu 17 milimetre olmaktadır. Dalga boyu nedir? Dalga boyu; ses kaynağının havayı titreştirirken ardı sıra gelen iki sıkışma veya iki genleşme bölgesi arasındaki mesafeye denir. Kulaklarımızın bir sesin nereden geldiğini anlamak için dalga boyuna bakar. Eğer gözümüz kapalı olsa yere düşen para sesinin hangi taraftan geldiğini anlayabiliriz. Ancak çok şiddetli bir patlama sesinin hangi taraftan geldiğini kulaklarımız veya beynimiz algılayamaz. Çünkü yere düşen paranın çıkardığı sesin dalga boyu şiddetli patlamanın oluşturduğu dalga boyunda çok daha küçüktür. Küçük dalga boylu sesin her iki kulağa ulaşma süreleri arasındaki zaman farkı beynimiz fark edebildiği için sesin kaynağının yerini fark edebiliriz. Ama büyük dalga boyuna sahip sesin hangi sırada hangi kulağa ulaştığını beynimiz algılayamadığı için patlama sesinin nereden geldiğini bilemeyiz.
         Aynı frekanslı seslere ton denir. Yani farklı müzik aletlerinin aynı frekanstaki sesleri aynı ton da olur. Örneğin bir flütün ve kemanın “mi” ses tonunu çıkarması için, seslerinin frekansı 329 Hz civarında olmalıdır. Tını ise ses rengi ve kalitesi olarak ifade edilir. Ses kaynakları farklı olsa bile aynı frekanstaki seslerin farklı algılanması olaydır.

    notaların frekans değerleri

    Ses dalgalarından günümüzde birçok alanda fayda sağlıyoruz. Tıpta ultrasound’la (yüksek ses) böbrek taşlarının kırılmasında, anne karnındaki bebeğin veya insan vücudundaki kitlelerin tespitinde, istenmeyen yağların yok edilmesinde, cilt sıkılaştırma, yüz gençleştirme… Alanlarında kullanılır. Endüstri ve sanayide ürünlerin kalitesinin tespitinde, özel metal alaşımlarının yapılmasında, metalleri toz haline getirilmesinde, hız ölçümlerinde, gaz karışımlarının ayrıştırılmasında… Kullanılır.

.
.