Çoğu insan dalga kelimesini duyduğunda okyanusu hayal eder - inişli çıkışlı dalgalar, çarpan sörfler, hatta belki de muhteşem bir şekilde yok olan bir sörfçü. Ancak müzik ve ses dünyasında dalgalar biraz daha farklı çalışır.

Bu, okyanus dalgaları ile ses dalgalarının pek çok ortak noktası olmadığı anlamına gelmez. Her ikisi de uzayda hareket eder, enerji taşır ve boyutları ve hızları açısından ölçülebilir.

Elbette aradaki en büyük fark, okyanus dalgaları suda ilerlerken, ses dalgalarının havada (ya da içinden geçtikleri materyal ne olursa olsun) hareket etmesidir. Okyanus dalgalarının hareketleri kolayca görülebilirken, ses dalgaları biraz daha karmaşıktır ve mikroskobik alemde çalışır.

İster ses mühendisi, ister stüdyo kurucusu veya akustik uygulama geliştiricisi olun, bu dalgaların nasıl davrandığını bilmek sesle çalışan herkes için inanılmaz derecede faydalı olabilir. Öyleyse her şeyi mümkün olan en basit şekilde açıklayalım!

Ses Dalgası Nedir?

Özünde ses dalgası, havada (veya suda ya da bir katı maddede. Ses seçici değildir) hareket eden bir titreşimdir. Müzikten seslere ve geceleyin patlayan şeylere kadar her şeyi duymamızın nedeni budur!

Ses dalgalarını, ne kadar hızlı hareket ettikleri (frekans), ne kadar büyük oldukları (genlik) ve zaman içinde nasıl değiştikleri gibi birkaç temel özelliğe dayanarak tanımlarız. Ancak tüm bunlara geçmeden önce, ses dalgalarının boylamsal dalg alar adı verilen özel bir dalga türü olduğunu anlamak önemlidir.

İleriye doğru hareket ederken yukarı ve aşağı hareket eden okyanus dalgalarının aksine, uzunlamasına bir dalga havayı hareket ettiği aynı yönde iter ve çeker.

Boylamsal dalganın çalışma şeklini hayal etmek için, omuz omuza duran uzun bir insan sırası düşünün. Eğer ilk kişi öne doğru eğilir ve bir sonrakine çarparsa ve o kişi de bir sonrakine aynısını yaparsa, tıpkı sese tepki veren hava molekülleri gibi zincirleme bir reaksiyon elde edersiniz. Bu ileri geri hareket, sese genellikle basınç dalgası denmesinin nedenidir.

Şimdi, müzikte ve günlük hayatta ses dalgalarından bahsettiğimizde, aslında ses basıncı dalgalarından bahsediyoruz. Bu ses dalgaları, kabaca 20 Hz ila 20.000 Hz olan insan işitme aralığında yer alır. İnsan kulağı tarafından algılanan seslerin altında, duyamayacağımız kadar düşük olan ancak depremleri tespit etmek ve filleri izlemek gibi şeyler için yararlı olan infrasound aralığı vardır (evet, doğru okudunuz). İnsan kulağının menzilinin üstünde ise tıbbi görüntülemeden mücevher temizlemeye kadar her şey için kullandığımız ultrason vardır. Bunlara birazdan geri döneceğiz.

Müziğin ötesinde, ses dalgalarının büyük bir rol oynadığı birçok sektör vardır. Doktorların insan vücudunun içini görmesine yardımcı olmaktan denizaltıların su altında yol bulmasına kadar her şeyi yaparlar. Ancak müzisyenler ve yapımcılar olarak bizler için bu dalgalar çalıştığımız her şeyin temelini oluşturuyor ve onları ne kadar iyi anlarsak sesimiz üzerinde o kadar fazla kontrol sahibi oluruz.

Bir Ses Dalgasının Bileşenleri Nelerdir?

Ses dalgaları kara büyü gibi görünebilir, ancak fizikteki diğer her şey gibi onlar da bir dizi kuralı takip eder. Duyduğumuz her sesin nasıl davrandığını tanımlayan belirli özellikleri vardır ve ses dalgalarını şekillendiren bir avuç temel bileşen vardır.

Frekans

Frekans, sesi nasıl duyduğumuzu şekillendiren en büyük faktörlerden biridir. Basit bir ifadeyle, bir ses dalgasının ne kadar hızlı titreştiğidir. Bunu hertz (Hz) cinsinden ölçeriz, bu da bize dalganın bir saniyede kaç kez döndüğünü söyler.

Titreşim ne kadar hızlı olursa, frekans da o kadar yüksek olur. Ve frekans, perdeyi belirleyen şeydir. Örneğin, piyanodaki orta Do notasının frekansı yaklaşık 261,6 Hz'dir, yani hava bu notayı üretmek için saniyede bu hızda titreşir. Bu arada, düşük bir bas notası 60 Hz civarında olabilir ve delici bir köpek düdüğü 20.000 Hz'in üzerine çıkabilir (bu, uygun bir şekilde, insan işitme duyusunun sona erdiği yerdir).

Dalga boyu

Dalga boyu (λ) bir ses dalgasının boyutudur - özellikle, bir tam döngüde ne kadar uzağa gittiğidir. Eğer bir ses dalgasını dondurup önünüzde uzatsaydınız, dalga boyu bir tepe noktasından diğerine olan mesafe olurdu.

Bunu anlamak için basit bir formül var:

λ=c/f

Bunun anlamı şu:

• λ (Dalga Boyu): Dalganın bir tam döngüsünün uzunluğu
• c (Ses Hızı): Sesin havada ne kadar hızlı hareket ettiği (oda sıcaklığında saniyede yaklaşık 343 metre)
• f (Frekans): Dalganın ne kadar hızlı titreştiği, hertz cinsinden ölçülür

Yani, 100 Hz'lik bir sesiniz varsa, onu takabilirsiniz:

λ = 343/100 = 3,43 metre

Bu da dalganın 3 metreden uzun olduğu anlamına gelir!

Şimdi, bunu 1,000 Hz'lik bir sesle karşılaştırırsak:

λ = 343/1000 = 0,343 metre

Gördüğünüz gibi, daha yüksek frekanslar daha kısa dalga boylarına sahiptir, bu nedenle bas (düşük frekanslar) büyük ve geniş hissedilirken, tiz (yüksek frekanslar) daha odaklı ve yönlüdür.

Bu aynı zamanda alçak seslerin duvarlardan geçebilmesinin, daha tiz seslerin ise daha kolay emilmesinin veya yansıtılmasının nedenidir.

Genlik

Genlik, bir sesin gücünü veya hacmini temsil eder. Bir ses dalgasının yüksek veya yumuşak olmasını sağlayan kısmıdır. Daha teknik olarak, bir ses dalgası geçerken hava parçacıklarının dinlenme konumlarından ne kadar uzağa itildiğini temsil eder. Hareket ne kadar büyük olursa, dalga o kadar güçlü ve ses o kadar yüksek olur.

Şöyle düşünün: Bir davula hafifçe vurursanız, hava çok az hareket eder ve sessiz bir ses elde edersiniz. Ancak bu davula kuvvetle vurursanız, hava çok daha dramatik bir şekilde sıkışır ve genişler, daha yüksek sesler yaratır.

İşte genlik böyle bir şey.

Bir dalga formunda genlik dalganın yüksekliğidir. Daha uzun dalgalar daha yüksek genlik anlamına gelir ve biz bunu daha yüksek ses olarak algılarız. Daha küçük dalgalar daha düşük genlik anlamına gelir ve biz bunu daha sessiz bir ses olarak duyarız.

Bununla birlikte, hacmin ötesinde, genlik de sesin mekanla nasıl etkileşime girdiği, fiziksel olarak nasıl hissedildiği ve hatta müzikte duygusal olarak nasıl algılandığı konusunda rol oynar.

Hız

Ses hızından bahsettiğimizde (Coldplay'in en iyi şarkılarından birinden bahsetmiyoruz), ses dalgalarının bir ortamda ne kadar hızlı hareket ettiğinden bahsediyoruz. Uzayda anlaşılması zor hızlarda ilerleyen ışığın aksine, sesin ilerleyebilmesi için bir şeye ihtiyacı vardır. Bu hava, su, metal, aklınıza ne gelirse olabilir. Ve bu şeyin ne olduğuna bağlı olarak, sesin hızı değişir.

Havada (oda sıcaklığında) ses saniyede yaklaşık 343 metre (saniyede 1,125 feet) hızla hareket eder. Ancak su altında bağırırsanız, ses havada olduğundan dört kat daha hızlı hareket eder. Ve eğer metal bir boruya dokunursanız, titreşim metalin içinden daha da hızlı geçer.

Peki, bu neden oluyor?

Bu, moleküllerin farklı malzemelerde ne kadar sıkı paketlendiğine bağlıdır. Hava gibi gazlarda moleküller oldukça dağınıktır, bu nedenle dalganın geçmesi daha uzun sürer. Sıvılarda moleküller birbirine daha yakındır, bu nedenle ses daha hızlı hareket eder. Moleküllerin sıkıca paketlendiği katılarda ses en hızlı şekilde hareket eder.

Bu yüzden kulağınızı bir tren rayına dayarsanız (bunu tavsiye etmiyorum), ses havadan size ulaşmadan çok önce yaklaşan bir treni duyarsınız. Sesin farklı ortamlarda farklı davranmasının nedeni de budur (örneğin yoğun bir siste sesinizin garip bir şekilde boğuk çıkması gibi, çünkü havadaki ekstra nem ses dalgalarının hızını ve emilimini değiştirir).

Yoğunluk

Eğer genlik bize bir ses dalgasının ne kadar büyük olduğunu söylüyorsa, yoğunluk da bize ne kadar güçlü olduğunu söyler. Daha spesifik olarak, yoğunluk bir ses dalgasının birim alan başına taşıdığı güç miktarıdır ve bunu metrekare başına watt (W/m²) olarak ölçeriz.

Bunu bir el feneri gibi düşünün. Loş bir el feneri bir alana az miktarda enerji yayarken, yüksek güçlü bir el feneri aynı alanda bir ton ışık patlatır. Ses de aynı şekilde çalışır. Bir dalgada ne kadar çok enerji toplanırsa, o kadar yoğun olur.

Yoğunluk önemlidir çünkü ses yüksekliğini nasıl algıladığımız konusunda büyük bir rol oynar. Genlik bize dalganın yüksekliğini verirken, yoğunluk bize ne kadar toplam enerji verildiğini söyler. Küçük bir hoparlör ve bir stadyum ses sisteminin her ikisi de tek bir noktada aynı genliği üretebilir, ancak stadyum sistemi bu gücü çok daha geniş bir alana yayarak çok daha yoğun hale getirir.

Mesafenin bir şeyin sesinin ne kadar yüksek olduğunu etkilemesinin nedeni de budur. Bir ses dalgası yayıldıkça şiddeti düşer çünkü enerji daha geniş bir alana dağılır. Bu yüzden bir konserin sesi hoparlörlerin yakınında sağır edici olurken, daha geriye gidildikçe azalır.

Aşama

Faz, bir dalganın zamanlamasına bakar. Bir ses dalgasının herhangi bir anda döngüsünün neresinde olduğudur. Bir dalga formunu dondurup üzerinde belirli bir noktaya işaret edebilirseniz, fazını tanımlamış olursunuz.

Fazı derece cinsinden ölçeriz, bir tam dalga döngüsü 360° 'dir. 0° veya 360° 'deki bir dalga başlangıç noktasındadır, 180° ise yarı yolda olduğu ve baş aşağı döndüğü anlamına gelir.

Birden fazla ses dalgası etkileşime girdiğinde, bunların fazları birlikte mi yoksa birbirlerine karşı mı çalışacaklarını belirler.

Eğer iki özdeş dalga aynı fazdaysa (aynı noktalarda sıralanıyorsa), birbirlerini güçlendirerek sesi daha güçlü hale getirirler. Bununla birlikte, eğer faz dışıysa, yani bir dalganın tepe noktası diğerinin dip noktasıyla aynı hizadaysa, kısmen veya tamamen iptal olurlar, bu da sesi azaltabilir veya hatta ortadan kaldırabilir.

Faz iptali her ses mühendisinin baş belasıdır. Örneğin, daha önce bir davul seti kaydettiyseniz ve trampetin sesinin garip bir şekilde ince çıktığını fark ettiyseniz, bunun sorumlusu mikrofonlar arasındaki faz iptali olabilir. Mikserde veya DAW'da fazı çevirmenin bazen bir sesi hayata döndürebilmesinin nedeni de budur.

Müzikte fazın neden önemli olduğuna dair bir blogumuz var, daha fazla bilgi edinmek isterseniz göz atmanızı tavsiye ederim.

Yayılmaya Dayalı Farklı Ses Dalgası Türleri

Tüm ses dalgalarının aynı şekilde hareket etmediğine dikkat etmek önemlidir. Hepsi bir ortam boyunca enerji taşırken, yayılma şekilleri (ses dalgalarının nasıl hareket ettiğine dair süslü bir terim) duruma bağlı olarak farklı olabilir.

Yayılma, bir dalganın uzayda hareket etme şeklidir. Bazı dalgalar ilerledikleri yönü iter ve çekerken, diğerleri yukarı ve aşağı hareket eder veya karmaşık şekillerde yayılır.

Nasıl hareket ettiklerine ve bunun neden önemli olduğuna bağlı olarak ana ses dalgası türlerini inceleyelim.

Boylamsal Dalgalar

Boyuna dalgalar, günlük hayatta ses dalgaları için kullanılan biçimdir. Nasıl hareket ettiklerine göre tanımlanırlar. Hava parçacıkları, dalga ilerlerken aynı yönde ileri geri titreşir.

Bir sapanın bir ucunu ileri iterken diğer ucunu geri çektiğimi ve bobinlerin belirli bölümlerde toplanıp dağıldığını gördüğümü hayal etmeyi seviyorum. Esasen, uzunlamasına dalgalar sıkıştırma (parçacıkların birbirine itildiği) ve seyrelme (parçacıkların birbirinden ayrıldığı) alanları boyunca hareket eder. Bu sürekli itme ve çekme döngüsü, sesin havada nasıl hareket ettiğini ve kulaklarımıza nasıl ulaştığını gösterir.

Boyuna dalgaları hava ve suda duyarız çünkü bu malzemeler diğer dalga hareketlerini destekleyecek yapıya sahip değildir. Ancak katılarda da hareket ederler.

Bu dalgalar duyduğumuz neredeyse tüm seslerden sorumlu olduğu için, bir gitar telinin titreşiminden bir hi-hat'in çıtır çıtır vuruşuna kadar müzikteki her şeyin kalbinde yer alırlar.

Enine Dalgalar

Enine dalgalar boyuna kuzenlerinden biraz daha farklı hareket eder. Dalga ile aynı yönde ileri geri titreşen parçacıklar yerine, enine dalgalar dalganın hareket yoluna dik olan harekete sahiptir, yani enerji ileriye doğru hareket eder, ancak parçacıklar yukarı ve aşağı hareket eder.

Bunu hayal etmenin iyi bir yolu bir ipi sallamaktır. Bir ucunu tutup aşağı yukarı sallarsanız, ip boyunca ilerleyen dalgalar görürsünüz, ancak ipin gerçek malzemesi dalganın uzunluğu boyunca değil, bir yandan diğer yana hareket eder. İşte enine dalgalar böyle davranır.

Temel fark, enine dalgaların yalnızca katılarda meydana gelmesidir. Bunun nedeni katıların yukarı-aşağı hareketi desteklemek için gerekli sert yapıya sahip olmasıdır. Sıvılar ve gazlar bu tür bir iç dirence sahip değildir.

Sesi nasıl duyduğumuzun bir parçası olmasalar da, enine dalgalar etrafımızdaki dünyadaki malzemelerin mekanik özelliklerini anlamada büyük rol oynarlar. Sismik faaliyetlerde, katı yapılardaki titreşimlerde ve hatta enstrümanların nasıl rezonansa girdiğinde ortaya çıkarlar. Eğer bir nota çaldığınızda akustik bir gitarın gövdesinin titreştiğini hissettiyseniz, enine dalgaları iş başında deneyimliyorsunuz demektir.

Yüzey Dalgaları

Yüzey dalgaları, hem boyuna hem de enine dalgaların unsurlarını birleştirerek her iki dünyanın da en iyisi gibidir. Tamamen ileri-geri veya yukarı-aşağı hareket etmek yerine, yüzey dalgaları iki farklı malzeme arasındaki sınır boyunca ilerlerken daha dairesel veya yuvarlanan bir hareket yaratır.

Okyanus dalgalarına geri dönecek olursak, bir dalga kıyıya doğru yuvarlandığında, su bir döngü şeklinde hareket eder . Yüzeye yakın parçacıklar daha büyük daireler çizerken, daha derindekiler daha az hareket eder. Aynı prensip, sesin katı yüzeylerle etkileşime girdiği bazı durumlar da dahil olmak üzere, diğer malzemelerdeki yüzey dalgaları için de geçerlidir.

Yüzey dalgalarıyla ilgili en önemli şey, enerjilerinin derinlikle birlikte azalmasıdır. Yüzeyden ne kadar uzaklaşırsanız, dalganın hareketi o kadar küçülür. Bu nedenle derin deniz dalgıçları tekneleri yukarıya savuran aynı hareketi hissetmezler.

Frekansa Dayalı Farklı Ses Dalgası Türleri

Bazı ses dalgalarını duyabiliriz, bazıları ise tamamen menzilimiz dışındadır. Frekansa bağlı olarak, ses dalgaları üç ana kategoriye ayrılır:

• İşitilebilir Ses Dalgaları: Bunlar insanların gerçekten duyabildiği frekanslardır. 20 Hz ila 20 kHz arasındaki her şey bu aralığa girer. Yaşlandıkça, üst sınır düşme eğilimindedir, bu nedenle bazı yüksek frekanslı sesler yalnızca genç kulaklar tarafından duyulur (muhtemelen sınıf arkadaşlarınızın sınıfta o sinir bozucu sivrisinek uygulamalarını çaldığını hatırlıyorsunuzdur çünkü öğretmen onları duyamıyordu)
• Infrasound: Bunlar, insan kulağının duyamayacağı kadar derin olan 20Hz'in altındaki ultra düşük frekanslardır, ancak yine de çok gerçek ve güçlüdürler. Infrasound deprem tespitinde, volkanik faaliyetlerin izlenmesinde ve hatta hayvan iletişiminde kullanılır. Örneğin filler uzun mesafelerde "konuşmak" için infrasound kullanırlar. Hatta bazı araştırmacılar infrasoundu tedirginlik hissiyle ilişkilendiriyor ki bu da "yemin ederim az önce bir hayalet gördüm" anlarını açıklayabilir.
• Ultrason: 20kHz'in üzerindeki bu yüksek frekanslı ses dalgaları insanların duyabileceğinin ötesindedir, ancak tonlarca pratik uygulamaları vardır. Tıbbi görüntüleme (ultrason taramaları), sonar teknolojisi ve hatta bazı haşere caydırıcıları ultrasona dayanır. Yarasalar ve yunuslar gibi bazı hayvanlar, algımızın ötesinde "görmek" için ekolokasyon için kullanırlar.

Ses Dalgaları Üzerine Son Düşünceler

Peki, ses dalgaları hakkındaki tüm bu yeni bilgilerle ne yapabilirsiniz?

Öncelikle, ses dalgalarını anlamak müzik prodüksiyonunuz, miksajınız, kaydınız ve hatta canlı ses kurulumlarınız üzerinde daha fazla kontrol sahibi olmanızı sağlar. İster bir EQ ayarlıyor ve duyduğunuz dalgaların frekansını anlamaya çalışıyor olun, ister mikrofonları yerleştiriyor ve fazdan kaçınmaya çalışıyor olun, sesin nasıl hareket ettiğini bilmek daha iyi seçimler yapmanıza yardımcı olur.

Eğlenceli bir ses dalgaları deneyi ister misiniz?

Şunu deneyin: bir hoparlör alın, düşük frekanslı bir sinüs dalgası çalın (yaklaşık 50-100 Hz) ve elinizi yanına koyun. Titreşimi hissediyor musunuz? Şimdi, yüksek frekanslı bir sinüs dalgası (5.000 Hz veya daha fazla) çalın. Titreşimlerin nasıl azaldığını fark ettiniz mi? İşte dalga boyu ve frekans iş başında. Frekans ne kadar düşükse, dalga boyu o kadar uzun olur ve fiziksel olarak hissedebileceğiniz şekilde havada o kadar fazla hareket eder.

Günün sonunda, ses dalgaları sadece soyut bir bilimin parçası değildir. Müzikte duyduğumuz ve hissettiğimiz her şeyi şekillendirirler. Ve onları ne kadar çok anlarsanız, isteğinize göre o kadar çok bükebilirsiniz.