Sesin havada yayıldığını biliyoruz. Bu yüzden duyabiliyoruz. Boşlukta hiçbir ses var olamaz. Peki ses, parçacıklarının etkileşimi nedeniyle hava yoluyla iletiliyorsa, diğer maddeler tarafından da iletilmeyecek mi? İrade.
Farklı ortamlarda sesin yayılması ve hızı
Ses yalnızca hava yoluyla iletilmez. Muhtemelen herkes kulağınızı duvara dayadığınızda yan odadaki konuşmaları duyabileceğinizi biliyor. Bu durumda ses duvar tarafından iletilir. Sesler suda ve diğer ortamlarda yayılır. Üstelik sesin yayılması farklı ortamlarda farklı şekilde gerçekleşir. Sesin hızı değişir maddeye bağlı olarak.
Sudaki ses hızının havadakinden neredeyse dört kat daha yüksek olması ilginçtir. Yani balıklar bizden “daha hızlı” duyarlar. Metallerde ve camda ses daha da hızlı yayılır. Bunun nedeni, sesin bir ortamın titreşimi olması ve ses dalgalarının daha iyi iletken ortamlarda daha hızlı ilerlemesidir.
Suyun yoğunluğu ve iletkenliği havanınkinden daha büyük, ancak metalinkinden daha azdır. Buna göre ses farklı şekilde iletilir. Bir ortamdan diğerine geçerken sesin hızı değişir.
Ses dalgasının uzunluğu da bir ortamdan diğerine geçerken değişir. Sadece sıklığı aynı kalıyor. Ancak tam da bu yüzden duvarların arkasından bile tam olarak kimin konuştuğunu anlayabiliyoruz.
Ses titreşim olduğundan, titreşim ve dalgalara ilişkin tüm yasalar ve formüller ses titreşimlerine de uygulanabilir. Sesin havadaki hızı hesaplanırken bu hızın hava sıcaklığına bağlı olduğu da dikkate alınmalıdır. Sıcaklık arttıkça sesin yayılma hızı artar. Normal şartlarda sesin havadaki hızı 340.344 m/s'dir.
Ses dalgaları
Ses dalgaları fizikten bilindiği gibi elastik ortamlarda yayılır. Seslerin toprak tarafından iyi iletilmesinin nedeni budur. Kulağınızı yere dayadığınızda uzaktan ayak sesleri, toynak sesleri vb. sesleri duyabilirsiniz.
Çocukken muhtemelen herkes kulağını raylara dayamaktan keyif alırdı. Tren tekerleklerinin sesi raylar boyunca kilometrelerce iletilir. Ters ses emme etkisi yaratmak için yumuşak ve gözenekli malzemeler kullanılır.
Örneğin bir odayı yabancı seslerden korumak veya tam tersine seslerin odadan dışarıya kaçmasını önlemek için oda tedavi edilir ve ses geçirmez hale getirilir. Duvarlar, zemin ve tavan köpüklü polimer bazlı özel malzemelerle kaplanmıştır. Bu tür döşemelerde tüm sesler çok çabuk kaybolur.
Sesin yayılabilmesi için elastik bir ortama ihtiyaç vardır. Ses dalgaları boşlukta yayılamaz çünkü orada titreşen hiçbir şey yoktur. Bu, basit bir deneyle doğrulanabilir. Cam bir zilin altına elektrikli bir zil yerleştirirsek, zilin altından hava dışarı pompalandıkça, zilden gelen sesin tamamen duruncaya kadar giderek zayıflayacağını göreceğiz.
Gazlardaki ses. Bir fırtına sırasında ilk önce bir şimşek çakması gördüğümüz ve ancak bir süre sonra gök gürültüsünü duyduğumuz bilinmektedir (Şekil 52). Bu gecikme, sesin havadaki hızının, yıldırımdan gelen ışığın hızından çok daha az olması nedeniyle oluşur.
Sesin havadaki hızı ilk kez 1636 yılında Fransız bilim adamı M. Mersenne tarafından ölçülmüştür. 20 °C sıcaklıkta 343 m/s'ye, yani 1235 km/saat'e eşittir. Kalaşnikof makineli tüfeğinden (PK) ateşlenen merminin hızının 800 m mesafede azaldığını bu değere unutmayın. Merminin başlangıç hızı 825 m/s'dir ve bu, sesin havadaki hızını önemli ölçüde aşar. Dolayısıyla silah sesini veya kurşunun ıslığını duyan kişinin endişelenmesine gerek yok; bu kurşun onu çoktan geçmiştir. Mermi atış sesini aşar ve ses gelmeden kurbanına ulaşır.
Sesin hızı ortamın sıcaklığına bağlıdır: hava sıcaklığının artmasıyla artar, azalmasıyla azalır. 0 °C sıcaklıkta sesin havadaki hızı 331 m/s'dir.
Ses farklı gazlarda farklı hızlarda yayılır. Gaz moleküllerinin kütlesi ne kadar büyük olursa, içindeki sesin hızı o kadar düşük olur. Yani 0 °C sıcaklıkta sesin hızı hidrojende 1284 m/s, helyumda 965 m/s ve oksijende 316 m/s'dir.
Sıvılarda ses. Sıvılardaki sesin hızı genellikle gazlardaki ses hızından daha yüksektir. Sesin sudaki hızı ilk kez 1826 yılında J. Colladon ve J. Sturm tarafından ölçülmüştür. Deneylerini İsviçre'deki Cenevre Gölü'nde gerçekleştirdiler (Şekil 53). Bir teknede barutu ateşe verdiler ve aynı zamanda suya indirilen zile vurdular. Yine suya indirilen özel bir korna kullanılarak bu zilin sesi, ilkinden 14 km uzaklıkta bulunan başka bir teknede kaydedildi. Işığın yanıp sönmesi ile ses sinyalinin gelmesi arasındaki zaman aralığı esas alınarak sesin sudaki hızı belirlendi. 8 °C sıcaklıkta yaklaşık 1440 m/s olduğu ortaya çıktı. 
İki farklı ortam arasındaki sınırda ses dalgasının bir kısmı yansıtılır, bir kısmı ise daha uzağa gider. Ses havadan suya geçtiğinde ses enerjisinin %99,9'u geri yansıtılır ancak suya geçen ses dalgasındaki basınç neredeyse 2 kat daha fazladır. Balıkların işitme sistemi buna tam olarak tepki verir. Bu nedenle, örneğin su yüzeyinin üzerindeki çığlıklar ve sesler, deniz yaşamını korkutmanın kesin bir yoludur. Kendini su altında bulan bir kişi bu çığlıklar karşısında sağır olmayacaktır: suya batırıldığında kulaklarında hava "tıkaçları" kalacak ve bu da onu aşırı sesten kurtaracaktır.
Ses sudan havaya geçtiğinde enerjinin %99,9'u tekrar yansıtılır. Ancak havadan suya geçiş sırasında ses basıncı arttıysa, şimdi tam tersine keskin bir şekilde azalır. Bu nedenle örneğin su altında bir taşın diğerine çarpmasıyla çıkan ses, havadaki insana ulaşmaz.
Sesin su ile hava arasındaki sınırdaki bu davranışı, atalarımıza su altı dünyasını bir “sessizlik dünyası” olarak görmenin temelini oluşturdu. Dolayısıyla şu ifade: "Balık gibi dilsiz." Ancak Leonardo da Vinci, suya indirilmiş bir küreğe kulağınızı dayayarak su altı seslerini dinlemeyi de önerdi. Bu yöntemi kullanarak balıkların aslında oldukça konuşkan olduğundan emin olabilirsiniz.
Katılarda ses. Katılarda sesin hızı sıvı ve gazlara göre daha yüksektir. Kulağınızı küpeşteye dayarsanız rayın diğer ucuna çarptıktan sonra iki ses duyacaksınız. Bunlardan biri demiryoluyla, diğeri havayoluyla kulağınıza ulaşacak.
Dünyanın iyi bir ses iletkenliği vardır. Bu nedenle eski günlerde kale duvarlarına, düşmanın surları kazıp kazmadığını kulaklarını dayayarak anlayan “dinleyiciler” yerleştirilirdi. Ayrıca düşman süvarilerinin yaklaşmasını da izliyorlardı.
Katılar sesi iyi iletir. Bu sayede işitme duyusunu kaybeden kişiler bazen havadan ve dış kulaktan değil, yer ve kemiklerden geçerek işitme sinirlerine ulaşan müzikle dans edebilmektedirler.
1. Neden fırtına sırasında önce şimşekleri görürüz, sonra gök gürültüsünü duyarız? 2. Gazlardaki sesin hızı neye bağlıdır? 3. Nehir kıyısında duran kişi neden su altından çıkan sesleri duymaz? 4. Eski zamanlarda düşmanın kazı çalışmalarını izleyen "dinleyiciler" neden genellikle kör insanlardı?
Deneysel görev. Kol saatinizi tahtanın (veya uzun ahşap cetvelin) bir ucuna, kulağınızı diğer ucuna yerleştirin. Ne duyuyorsun? Olayı açıklayın.
Görev 22'yi ayrıntılı bir cevapla tamamlarken, önce görev numarasını, ardından cevabını yazın. Tam bir cevap, yalnızca sorunun cevabını değil, aynı zamanda ayrıntılı, mantıksal olarak bağlantılı mantığını da içermelidir.
Büyük ve serin bir odada bir bardak sıcak çay bırakıldı. Zamanla çayın sıcaklığı çevredeki havanın sıcaklığına eşit hale geldi. Çayın termal radyasyonunun yoğunluğu ve termal emilimi nasıl değişti? Cevabınızı açıklayın.
Cevabı göster
Örnek olası cevap
Termal radyasyonun yoğunluğu azaldı, termal emilimin yoğunluğu neredeyse değişmeden kaldı.
Çay bir yandan ısı ışınları yayar, diğer yandan çevredeki havadan ısı radyasyonunu emer. Başlangıçta radyasyon süreci hakimdir ve çay soğur. Sıcaklık düştükçe çaydan gelen termal radyasyonun yoğunluğu, odadaki havadan termal radyasyonun emilme yoğunluğuna eşit oluncaya kadar azalır. Ayrıca çayın sıcaklığı değişmez.
23-26 arasındaki görevleri tamamlarken, önce görev numarasını, ardından da cevabını yazın.
Bir dirençteki elektrik akımının uçlarındaki voltaja bağımlılığını incelemek için bir deney düzeneği kurun. 4,5 V'luk bir akım kaynağı, voltmetre, ampermetre, anahtar, reostat, bağlantı kabloları ve R 1 etiketli direnç kullanın.
Cevap formunda
1) deneyin elektrik şemasını çizin;
2) mevcut gücü sırayla ayarlamak için bir reostat kullanmak. 0,4 A, 0,5 A ve 0,6 A devreleri ve her durumda direncin uçlarındaki elektrik voltajının değerinin ölçülmesi, üç durum için akım ve voltajın ölçülmesinin sonuçlarını bir tablo (veya grafik) şeklinde gösterir;
3) dirençteki elektrik akımının uçlarındaki voltaja bağımlılığı hakkında bir sonuç formüle edin.
Cevabı göster
1) Deney düzeneğinin şeması
2) 
3) Sonuç: İletkendeki akım arttıkça iletkenin uçlarında oluşan gerilim de artar.
Görev 24 yazılı cevap gerektiren bir sorudur. Tam bir cevap, yalnızca sorunun cevabını değil, aynı zamanda ayrıntılı, mantıksal olarak bağlantılı mantığını da içermelidir.
Bir model tekne bir kavanoz suyun içinde yüzüyor. Teknenin Dünya'dan Ay'a taşınması durumunda batma derinliği (tortu) değişecek mi (ve değişirse nasıl olacak)? Cevabınızı açıklayın.
Cevabı göster
Örnek olası cevap
Değişmeyecek.
Sudan tekneye etki eden kaldırma kuvveti yer çekimi kuvvetini dengeleyene kadar tekne suya batırılır. Teknenin suya dalma derinliği (taslak) şu koşulun yerine getirilmesiyle belirlenir: F ağır = F dışarı (1). Ay'daki yerçekiminin ivmesi Dünya'dakinden daha azdır. Ancak her iki kuvvet de serbest düşüşün ivmesiyle doğru orantılı olduğundan, F ağır ve F dış kuvvetlerinin her ikisi de aynı sayıda azalacak ve eşitlik (1) ihlal edilmeyecektir.
25-26 arası görevler için, problemin kısa bir koşulunun (Verilen) yazılmasını, kullanımı sorunu çözmek için gerekli ve yeterli olan formüllerin yazılmasını ve ayrıca matematiksel dönüşümleri ve Sayısal bir cevaba yol açan hesaplamalar.