Dalgalarda Sıkıştırma ve Seyreklik Alanları Nelerdir?

Dalgalar iki temel biçimde olabilir: enine veya yukarı-aşağı hareket ve boyuna veya malzeme sıkıştırması. Enine dalgalar, okyanus dalgaları veya bir piyano telindeki titreşimler gibidir: hareketlerini kolayca görebilirsiniz. Sıkıştırma dalgaları, karşılaştırmalı olarak, sıkıştırılmış ve inceltilmiş moleküllerin görünmez alternatif katmanlarıdır. Ses ve şok dalgaları bu şekilde hareket eder.

Sıkıştırma dalgaları yalnızca hava, su veya çelik gibi bir tür maddi ortamdan geçebilir. Vakum, enerjiyi iletecek hiçbir maddesi olmadığı için sıkıştırma dalgaları taşıyamaz. Bir ortama bağımlılıkları, bunların mekanik dalgalar olduğu anlamına gelir ve ortam, hareket hızlarını belirler. Örneğin sesin havadaki hızı saniyede 346 metredir. Çelik gibi yoğun bir malzeme sesi saniyede 6.100 metre hızla iletir.

Havada hareket eden bir sıkıştırma dalgası görseydiniz, dalganın hareket ettiği yönde sıkıştırılmış bir molekül alanı görürdünüz. Moleküller, en az hava molekülüne sahip en düşük basınçlı bir alan görene kadar, maksimum sıkıştırma noktasından sonra giderek daha nadir hale gelir. Bu noktadan sonra hava, tekrar maksimum sıkıştırmaya ulaşana kadar giderek daha yoğun hale gelir. Maksimum sıkıştırma veya seyrekleşme noktaları arasındaki mesafe bir dalga boyudur. Bir dalganın frekansı arttıkça dalga boyu kısalır.

Bir ortamda aynı noktadan geçen iki veya daha fazla dalga birbiriyle etkileşime girer. Durgun bir gölete iki taş düşürürseniz bunu görebilirsiniz; dalgalanmalar yayılır ve birbirleriyle örtüşür. Aynı şey sıkıştırma dalgalarında da olur. Bir sıkıştırma noktası, seyrekleştirilmiş bir noktayla karşılaşırsa, ikisi birbirini iptal eder. İki sıkıştırma noktası birleşirse, birbirlerini güçlendirerek iki katı basınca sahip bir nokta oluştururlar.

Havada ses hızından daha hızlı hareket eden bir jet sonik bir patlama yaratır. Jet ilerlerken, sabanın önündeki kar gibi hava molekülleri onun önünde yığılır. Sıkıştırılmış ve inceltilmiş hava katmanları, sesle elde ettiğiniz gibi bir kaynaktan doğrudan hareket etmez. Şok dalgası, uç düzlemin hemen önünde olan koni şeklinde bir desen oluşturur ve sıkıştırma dalgaları, daha büyük dairelerde arkasından hareket eder.