Rezonans Nedir? Örnekleri Nelerdir?

Kimi sopranolar yüksek notaları söylerken camların kırıldığı bilinen bir şeydir. Gene aynı nedenle, örneğin bir havagazı alevi de titreşebilir. Buna yol açan olağanüstü bir olay değil, sesin rezonans (seselim) denen özelliğidir. Hadi gelin rezonans nedir ve günlük yaşamdan bazı rezonans örnekleri nelerdir birlikte görelim.

Rezonans Nedir?

Nesneler, mekanik sistemler ve yüklü parçacıklar belirli bir frekansta titreşme eğilimindedir. Bu frekansa rezonans frekansı veya doğal frekans denir.

Bir ışık veya ses dalgası, halihazırda belirli bir frekansta titreşen bir nesneye çarptığında ve bu frekans, çarptığı nesnenin rezonans frekansıyla eşleşirse; o zaman rezonans denen şeyi elde ederiz. Uyarıcı titreşim uzarsa, karşı taraftaki titreşimler de giderek büyür. Örneğin soprano olayında camın içindeki titreşimler o kadar şiddetlenir ki, sonunda camın kırılmasına neden olur.

Rezonans, başka bir nesnenin titreşimleri, bir nesnenin salınımlarının genliğini arttırdığında meydana gelir. Yani rezonans belirli bir titreşim frekansına karşı hassasiyet olarak tanımlanabilir.

Fizikte ise rezonans şu şekilde tanımlanır: Bir dış kuvvetin veya titreşen bir sistemin, etrafındaki başka bir sistemi belirli bir çalışma frekansında daha büyük genlikle titreşmeye zorladığı bir olay.

Rezonans kelimesi de aslen “yankı” anlamına gelen Latince “resonantia” kelimesinden türetilmiştir.

Rezonans kavramını akılda kalması açısından örneklerle açıklamakta fayda var. Öyleyse, rezonans kavramını günlük yaşamdan bazı örnekler ile daha ayrıntılı inceleyelim.

Günlük Yaşamdan Bazı Rezonans Örnekleri

Bazı rezonans örneklerini öğrenmek, günlük yaşamınızda karşılaştığınız çeşitli rezonans biçimlerini anlamanıza yardımcı olacaktır.

Ses Rezonansı

Günlük yaşamdaki en yaygın ve basit rezonans örneği ses dalgalarıdır. Çünkü ses tellerinizi doğru frekansta titreştirdiğinizde, diğer insanların duyabileceği konuşma ve müzik sesleri üretebilirsiniz. Ses tellerinizin titreşimi havadaki basınç dalgaları olan ses dalgalarını üretir.

Çoğu müzik aleti de bu şekilde çalışır. Örneğin bir enstrümanı çalan kişinin dudakları ağızlığı üflediğinde titreşim üretmiş olur. Bu titreşim üflediği çalgının rezonans frekansı ile eşleştiğinde duyulabilir bir ses üretilmiş olur.

Mekanik Rezonans

Rezonans genellikle ses dalgalarını ifade etmek için kullanılmaktadır. Diğer yandan mekanik rezonansı anlamak bazı yönlerden daha kolaydır. Şimdi bu örnekleri inceleyelim:

Salıncak

Basit bir örnek, ilk kez salıncağı sallamayı öğrenen bir çocuktur. Salınım hareketinin doğal bir frekansı vardır. Çocuk salıncağın doğal frekansında itmeyi (yani periyodik bir kuvvet uygulamayı) öğrendiğinde, itmeleri çok daha etkili hale gelir.

Bunun sonucunda salıncağın salınım genliği artar ve üzerinde oturan kişi her seferinde daha yükseğe çıkar.

Köprü

Yine de bir nesnenin doğal frekansına ulaşmak her zaman iyi bir şey değildir.

Örneğin, köprüde yürüyen bir grup askere sık sık adımlarını kesmeleri söylenir. Çünkü ritmik yürüyüşleri köprünün doğal frekansında aşırı titreşimler oluşturması mümkündür. Eşzamanlı ayak sesleri köprünün doğal frekansıyla rezonansa girerse köprü parçalanabilir.

Daha kararlı köprü tasarımları bile rezonans frekanslarına sahiptir. Örneğin, 1831’de İngiltere’deki Broughton Asma Köprüsü uygun adım yürüyen askerler nedeniyle çökmüştür.

Bir diğer örnek de 1940 yılında ABD’de Washington’daki Tacoma Narrows Köprüsünün çöküşü. Şiddetli rüzgarlar bu asma köprünün doğal frekansında titremesine neden oldu ve köprü çöktü.

Elektromanyetik Rezonans

Başka birçok rezonans biçimi de vardır ve hepsi aynı temel ilke üzerinde çalışır. Aşina olacağınız diğer iki rezonans örneği, mekanik olanlardan ziyade elektromanyetik salınımlarla ilgilidir.

İlki mikrodalganız.

Mikrodalga tarafından üretilen dalgalar, yiyeceğinizi pişirmenizi sağlar. Çünkü frekansları, yiyeceğin içindeki moleküllerin (örneğin su ve yağ molekülleri) rezonans frekansıyla eşleşir. Bu da onların titreşimine ve ardından ısı şeklinde enerji salmasına neden olur.

Başka bir örnek, TV’nizin anteni veya bir radyo antenidir.

Bu cihazlar, elektromanyetik radyasyon emilimini en üst düzeye çıkarmak için tasarlanmıştır. Anteni belirli bir frekansa ayarladığınızda, cihazın rezonans frekansını ayarlamış olursunuz. Antenin frekansı gelen sinyalin frekansıyla eşleştiğinde rezonansa girer. Böylece TV veya radyonuz sinyali alır.

Peki Cam Nasıl Kırıldı?

Şimdi gelelim yazımızın başlarına. Şarkıcı doğru perdede şarkı söyleyerek nasıl oluyor da cam bardağı kırabiliyor? Artık rezonans ve rezonans frekansının ne olduğu üzerine edindiğimiz bilgilerle bir çıkarım yapabiliyoruz.

Camın bir rezonans frekansı vardır ve eğer şarkıcı eşleşen bir frekansta bir ses üretirse cam titremeye başlar. Buna sempatik titreşim denir. Çünkü şarkıcı ses çıkarmadan önce cam tamamen hareketsizdi.

İlk başta camda küçük bir titreşim olabilir. Ancak onu paramparça etmek için doğru frekansta sürekli ve yüksek bir nota gerekir. Şarkıcı bunu yapabilirse camın salınım genliği artar ve sonunda camın yapısal bütünlüğünü tehlikeye atmaya başlar. Ancak nota, camın titreşiminin destekleyebileceği maksimum genliğe ulaşması için yeterince uzun süre sürdürülmelidir ki cam kırılsın.

Yazı Önerisi:
Kum Saati Nedir? Nasıl Çalışır?