Ses , belli bir ortamda oluşan ve kulaklarımız tarafından algılanan basınç değişimleridir.

Titreşen bir nesne statik denge konumundan ayrıldığında önünde bulunan havayı iter ve sıkıştırır. Eş zamanlı olarak titreşen nesnenin arkasında ise ani bir basınç azalması oluşur ve hava da arkada oluşan bu boşluğu hızla doldurur. Bu şekilde havada oluşan basınç değişimleri uzak noktalara kadar iletilir ve hava, ses dalgaları olarak bilinen devinime girmiş olur.

Oluşan bu basınç değişiminin ses olarak insan kulağı tarafından algılanabilmesi ancak saniyede minimum 20 kez titreşmesi ile olur. Saniyede oluşan basınç değişimlerinin sayısı sesin frekansı olarak ifade edilir ve Hertz (Hz) birimiyle ölçülür.

Sesin frekansı , sesin ayırt edici tonunu belirler. Normalde bir insanın kulağı 20Hz ile 20000 Hz arasında titreşen sesleri duyabilir. Bu basınç değişimleri sesin kaynağından dinleyici kulağına hava gibi elastik bir ortamda ulaşır.

Sesin dalga boyu =ses hızı/frekans olarak ifade edilir. Bunun anlamı şudur ; yüksek frekanslı sesler kısa dalga boyuna, alçak frekanslı sesler uzun dalga boyuna sahiptir. Dolayısıyla ses bir çok farklı frekansa sahip olabilir.

Sesler belli bir süre sonra yok olurlar , dolayısıyla bir süre sonra bu sesi duyabilmek artık imkansız hale gelir.

Ancak , sesler taşıdıkları enerji açısından yok olmazlar. Bunun nedeni , oluşan ses dalgalarının , havayı sıkıştırıp genleştirerek yayılması nedeniyle , beraberinde bir miktar enerjiyi de taşımasıdır.

Ses dalgaları yayıldıkça, taşıdıkları enerjinin bir kısmı ortamın ısınmasına da neden olacak şekilde "dalgadan ayrılırlar.

Ses dalgaları yayıldıkça, gittikçe kaynaktan uzaklaştığı için genliği/sesin yüksekliği azalır. Diğer bir deyişle git gide zayıflarlar. Genliğin azalması ve oluşan sürtünme kayıplarından dolayı yavaş yavaş ortamdaki moleküllerin neden oldukları sıkışma ve genleşme olaylarından fark edilemez hale gelirler. Dolayısıyla , ortamda ses olarak algılayabileceğimiz herhangi bir sinyal kalmaz.

Ses dalgalarını yorumlarken rüzgar ve hava sıcaklığı da dikkate alınmalıdır.

Eğer rüzgar arkadan eserse sesin yönelimi zemine doğru olur. Tam tersi durumda yani rüzgarın karşıdan estiği durumda ise sesin yönlenmesi zeminden yukarı doğru olur. Hava sıcaklığı da ses dalgalarını etkiler. Örneğin ; gündüz, zemin ısındığı için ses dalgaları ısı etkisi nedeniyle yukarı doğru yönelirken gece, zemin soğuduğu için ses dalgaları daha uzağa gider ve aşağıya doğru yönelir. Ses dalgaları 4'e ayrılır;

• Infrasound: 20-30 hertz ve altındaki ses dalgalarıdır.
• İşitilebilir ses: 20-20.000 hertz arasında olan ses dalgalarıdır.
• Ultrasound: 20 kHz'den 15 MHz’e kadar olan ses dalgalarıdır.
• Hypersound: Frekansları 15 MHz’den yukarı olan ses dalgalarıdır.

Bir dalganın frekansı, dalganın hava veya başka bir ortam içinden geçerken ortamdaki partikülleri ne sıklıkta titreştirdiğidir.

Frekans Saniyedeki titreşim sayısı olarak Hertz birimi ile ifade edilir (1 Hertz = 1 döngü/saniye).

Sesi tanımlamakta kullanılan diğer bir büyüklük ise oluşan basınç değişiminin genliğidir.

Genlik, ses dalgalarının dikey büyüklüğüdür.

Ses dalgalarını oluşturan sıkışma ve genleşmeler arasındaki fark, dalgaların genliğini belirler.

Titreşimi sağlayan enerji ne kadar yüksekse, genlik de o kadar büyük olur. Genlik ne kadar fazla ise hava molekülleri tarafından taşınan enerji de o kadar fazladır. Enerji ne kadar fazla ise sesin şiddeti de o kadar büyüktür.

Bir dalganın ardışık iki tepe veya iki çukur noktası arasındaki mesafesi bize dalga boyunu verir.

Nasıl Heasplanır:
- Genlik (amplitude): basınç değişimi (dB)
- Frekans (frequency): bir saniyedeki devir sayısı (Hz)
- Periyot: bir devirin süresi (T)
- Hız (velocity): bir yöndeki
- Dalga boyu (λ): bir devirin uzaydaki uzunluğu; λ = hız / frekans (m)
- Faz (phase): dalganın zaman özelliği; belli bir zamanda devirin durumu

İnsan kulağının algılayabileceği en düşük ses şiddeti, ‘eşik şiddet’ olarak bilinir. Kulağa zarar vermeden işitilebilen en yüksek sesin şiddeti ise, eşik şiddetinin yaklaşık 1 milyon katı kadardır.
İşitme Eşiği ; İnsan kulağının algılayabileceği en küçük basınç dalgalanmasının rms değeri: 20μPa

İşitme aralığı: 20 Hz-20000Hz , 20μPa-200Pa

İnsan kulağının şiddet algı aralığı bu kadar geniş olduğundan, şiddet ölçümü için kullanılan ölçek ‘desibel’ olarak adlandırılmaktadır.

Ses Gücü (Watt): Ses kaynağının birim zamanda yaydığı toplam ses enerjisidir. Ses kaynağının çevresel etkenlerden bağımsız olarak ne kadar ses enerjisi ürettiğinin ölçüsüdür.

Sağlıklı bir insan kulağı 20 Hz ila 20 kHz arasındaki sesleri duyabilir.

Ses de meydana gelen 6 dB lik bir artış ses basıncının ikiye katlanmasına denk gelmesine rağmen ses yüksekliğinin ikiye katlanmasına eşdeğer desibel artışı 1O dB dir. Ses deki ayırt edebileceğimiz en düşük değişim değeri 3dB dir.

Başka bir önemli faktör ise insan kulağının farklı frekanslardaki seslere aynı derecede duyarlı olmamasıdır. İnsan kulağı, 2 kHz ila 5 kHz arasındaki seslere daha duyarlı olmasına rağmen daha yüksek ve daha alçak frekanslara o kadar duyarlı değildir. İnsan kulağının farklı frekanslara olan bu hassasiyeti düşük ses basınç seviyelerinde, yüksek ses basınç seviyelerine nazaran daha fazladır.

• - Sesin havada yayılma hızı, havanın sıcaklığı ile de doğru orantılıdır.
• - Yüksek hava sıcaklıklarında yayılma hızı, daha fazladır.
• - Akustik hesaplarda genelde sesin 20C’da havada yayılma hızı olan 340 m/sn kullanılır.
• - Ortam yoğunluğuna ve esnekliğine bağlıdır. Katı ortamlarda ses daha hızlı yayılır.
• - Ortamın katı sıvı veya gaz olup olmadığına bağlıdır.
• - Ortamdaki nem miktarı ses hızını etkilemektedir.
• - mmHavada; 340 m/s
• - Suda; 1,400 m/s
• - Çelikte; 5,000 m/s

• • Desibel (dB): Ses basıncı seviyesinin desibel cinsinden ölçülmesidir. 0 dB SPL duyma eşik noktası olarak referans alınır.
• • Ses basıncı, bir ses dalgasının yerel ortam basınç seviyesine göre yarattığı sapmadır. Ses basıncının birimi Pascaldır (sembol: Pa) Kalibrasyon, genellikle, 1 Pascal 94 dB SPL olacak şekilde yapılır.
• • Ses şiddeti, birim alan başına akustik veya ses gücüdür (W). Ses şiddetinin birimi W/m2'dir.
• dB skalası: logaritmik olarak artar ve azalır.
• • 40 dB' lik bir gürültü öznel olarak 50 dB' lik bir sesin yarısı olarak algılanır.
• • 20 dB, 10 dB’den 10 kat daha şiddetlidir.
  • 30 dB, 10 dB’den 100 kat daha şiddetlidir.
• • İnsan kulağı sese inanılmaz derecede geniş bir aralıkta tepki verebilmektedir. Üst sınırda, yani acı sınırındaki bir ses, duyulabilen en kısık sesin tam on milyon katı büyüklüğündedir
• • Desibel özelliğindeki bir başka özellik de, iki farklı sesin ses basıncı seviyelerinin aritmetik olarak toplanmamasıdır. Örneğin 60 dB’lik bir ses, 60 dB’lik bir başka ses ile toplandığında, artış sadece 3 dB olacaktır; yani toplam 120 dB değil 63 dB olacaktır. Ek olarak ; eğer iki farklı seviyede ses söz konusuysa, düşük olanın büyüğe katkısı fark azaldıkça azalır.
• • Eğer ikisi arasındaki seviye farkı 10 dB’in üzerinde ise, düşük seviyeli sesin hiç bir etkisi olmaz.
• • Genel olarak 85 db üzerindeki sesin kulağa zararlı olacağı kabul edilir.

Yutulma: ses enerjisinin malzeme tarafından emilerek ısıya dönüşmesidir.
Yutulma özellikleri frekans, kalınlık, arka hava boşluğu ve yoğunluğa bağlıdır.

Doppler etkisi, ses kaynağı ve gözlemci hareket halindeyken frekans değişimi yaşanmasıdır. Araç yaklaşırken ses frekansı artar, uzaklaşırken azalır. 1842'de Christian Doppler tarafından açıklanmıştır.

Yüksek şiddetteki ses iç kulaktaki işitme sinirlerine zarar verir. Sesin şiddeti ne kadar fazlaysa zarar verme ihtimali o kadar artar. Kulağa verdiği zarar sesin şiddeti kadar maruz kalma süresi ile de ilgilidir. Gürültü öncelikle yüksek frekanslardaki seslerin (ince seslerin) işitilmesini azaltır. Gürültüye maruz kalma süresi uzarsa daha alçak frekanslardaki seslerin işitilmesi de etkilenir. Gürültüye sadece kısa süreli maruz kalınması geçici ve az işitme kaybı yapabilir. Ancak uzun süreli ve tekrarlayan gürültü genellikle kalıcı işitme kaybı yapar. 90 db gürültüye günde 8 saatten daha fazla maruz kalınması, 100db gürültüye günde 2 saat, 115 db gürültüye de günde 15 dk’dan fazla maruz kalınması kalıcı zararlar verebilir.

Sesin havada yayılması tıpkı dalgaların suda yayılma hareketine benzer. Dalgalar her bir yöne dalga kaynağından uzaklaştıkça azalan genlikler seklinde yayılırlar. Sesin havadaki yayılımı ise şu şekilde oluşur ; ses dalgası kaynaktan iki kat uzaklaşıldığında genlik iki kat azalır. Örneğin ; bir kaynaktan 1 metre uzaktaysanız ve 1 metre daha uzaklaşırsanız ses basıncı seviyesi 6 dB azalır. Eğer 4 metre daha uzaklaşırsanız ses basınç seviyesi 12 dB azalır, Eğer 8 metre daha uzaklaşırsanız ses basınç seviyesi 18 dB azalır ve bu şekilde devam eder. Sesin yayınım güzergahı üzerinde bir engel varsa bu engele çarptığında ses dalgalarının bir kısmı yansır, bir kısmı da bu nesne tarafından absorbe edilir , diğer kısmı ise nesnenin üzerinden rotasına devam eder. Prensip olarak nesnenin ses dalgalan üzerinde etki yapabilmesi , boyutlarının sesin dalga boyundan daha geniş olması ile mümkündür.

Yutulma: Bir ses dalgası bir yüzeye çarpınca, sesin bir bölümü yansır. Sesin kalan bölümü malzeme tarafından emilir. Ses enerjisi başka bir forma , çoğunlukla da ısı enerjisi ne dönüşmesidir.
Sesin yutulması: Bir malzemenin ses enerjisini düşürme (yutulma) ve diğer yüzeylere geçirme yetisidir. (ör. zemin altı döşemesi)

Bir malzemenin ses yutma özelliği şu parametrelere bağlıdır :

• • Frekans
• • Kalınlık
• • Arkasında havanın varlığı
• • Yoğunluk

Doppler etkisi ses dalgaları yayan bir varlığın frekans veya dalga boyunda , gözlemcinin ve dalgaları oluşturan kaynağın birbirine göre hareket etmesi sonucunda meydana gelen değişikliktir.

Doppler etkisini günlük hayatta bir çok noktada gözlemleyebiliriz. Örneğin ; kaldırımda beklerken bize doğru gelen araçların motorundan çıkan seslerin frekansının giderek arttığını duyarız. Araç bizden uzaklaşmaya başladığındaysa frekans giderek azalır. Yada korna sesi çıkaran bir aracın gözlemciye yaklaşıp uzaklaşması sonucu ses tonunun değişmesidir.
Eğer dalga kaynağı ve gözlemci birbirine yaklaşıyorsa gözlemlenen dalga frekansı kaynaktan yayılan dalga frekansından fazladır. Bunun nedeni dalga kaynağı gözlemciye yaklaşırken birbirini izleyen her dalga tepesinin gözlemciye bir önceki dalganın tepesinden daha yakın bir konumdan yayılmasıdır. Bu durum göz önünde bulundurulduğunda her dalganın gözlemciye ulaşması bir önceki dalgadan daha az zaman alır , gözlemciye gelen dalga süresi de kısalır ve frekans artar.

Tersi durumda ise ; dalga daha uzak bir konumdan yayılacak bu durumda ardışık dalgalar arasındaki varış süresi artacaktır. Bu noktada gözlemlenen dalganın frekansı kaynaktan yayılan dalganın frekansından daha az olacaktır.

1842 yılında Avustralyalı fizikçi Christian Doppler tarafından öne sürülmüş olması nedeniyle Doppler etkisi ismi verilmiştir.