Su ve Deniz Dalgaları
Dalga hareketinin genel kuralları bütün dalgalar için geçerlidir; ama bu maddede yalnızca su ve deniz dalgaları anlatılacak, dalga hareketinin öbür biçimleri Işık; Işınım; Radyo; Ses maddelerinde ele alınacaktır.
Su yüzeyindeki düzenli kabarma ve çalkantılara dalga denir. Sudaki dalgalanma gözle görülebildiği için dalga dendiğinde ilk akla gelen deniz ya da okyanus dalgaları olursa da bu hareket yalnızca suya özgü değildir; bütün akışkanlarda, örneğin havada da durağan kütlenin dengesini bozan bir çalkantı ya da tedirginlik nedeniyle aynı biçimde dalgalar oluşur. Durgun suya atılan bir taş bu su kütlesinin dengesini bozan bir tedirginlik kaynağıdır. Eşmerkezli dalgaların bu kaynağın çevresinden uzaklara doğru yayılması gibi, hava kütlesindeki herhangi bir çalkantı da düzenli bir dalga hareketiyle ortamın bütün noktalarına iletilir.
Bu nedenle sesin, ışığın ve radyo sinyallerinin havada yayılmasını sağlayan titreşimler için de dalga hareketi terimi kullanılır. Su dalgaları ile ışık, ses ve radyo dalgaları arasındaki temel fark su dalgalarının yayılma hızının dalga boyuna bağlı olarak değişmesi, buna karşılık bütün öbür dalgaların dalga boyundan bağımsız, belirli ve değişmeyen bir hızla yol almalarıdır. Su kütlesinde çalkantı yaratan bir etkinin, sözgelimi rüzgârın başlattığı bir dalga hareketiyle suyun yüzeyinde bir dizi kabarıklık ve çukur oluşur. Aralarında birer çukur bulunan her kabarıklık ya da dalga su yüzeyinde ilerleyerek uzaklara doğru yayıldığı için, su kütlesi de bu dalga hareketiyle sürüklenerek yer değiştiriyormuş gibi görünür.
Oysa su kütlesi yalnızca dalgaların yayılmasını sağlayan bir ortamdır ve bu hareket sırasında fazlaca yer değiştirmez. Nitekim bu gerçeği ilk kez saptayan büyük İtalyan bilgin Leonardo da Vinci (1452-1519) su dalgalarını bir buğday tarlasındaki başakların dalgalanmasına benzetmiştir; rüzgâr estiğinde bu dalgalanma tarlanın bir ucundan öbür ucuna yayılır, ama kökleriyle toprağa bağlı olan buğday başakları yerinden oynamaz. Denizde balık tutarken olta mantarının su üstündeki hareketini izlerseniz, mantarın dalgalarla birlikte inip çıkarak bulunduğu noktada bir aşağı, bir yukarı sarındığını, ama rüzgârla sürüklenmedikçe dalgalara kapılıp gitmediğini görebilirsiniz.
Dalga sırasında suyun her parçacığı da ortalama su düzeyi yükseldiği zaman ileriye doğru gidip, sular alçaldığı zaman geriye gelerek tıpkı yüzeyindeki mantar parçası gibi salınım hareketi yapar. Böylece, özellikle çok kabaran dalgalarda, bulunduğu noktadan biraz ileriye kaymış olur. Suyun üstündeki hareketsiz bir nesneden, örneğin yüksekçe bir kayadan bakıldığında su parçacıklarının hemen hemen dairesel bir hareket yaptığı görülebilir; bu dairenin çapı, dalganın tepesinden en çukur yerine kadar olan dalga yüksekliğine eşittir. Sığ sularda dalgaların hareketi dairesel olmaktan çıkarak bir elipse dönüşür, yani ovalleşir. Deniz yüzeyindeki dalgaların nedeni genellikle rüzgârdır.
Birdenbire patlayan rüzgâr durgun suyun yüzeyini önce hafifçe dalgalandırır, sonra bu dalgacıklar rüzgârdan aldıkları enerjiyle giderek büyür. Bir dalga hareketinde birbirini izleyen iki tepe noktası arasındaki uzaklığa dalga boyu, iki dalga tepesinin belirli bir noktadan art arda geçişi arasındaki süreye de dalga periyodu denir. Bir dalganın yüksekliğini belirleyen üç etken vardır. Bunlardan ilki esen rüzgârın suyun üzerinde aldığı yolun uzunluğu, ikincisi bu yol boyunca rüzgârın ortalama hızı, üçüncüsü de rüzgârın esiş süresidir.
Örneğin 20 metre yüksekliğinde dalgaların oluşabilmesi için, hızı saniyede 30 metre (saatte 60 mil) olan bir rüzgârın su üzerinde 1.000 kilometre*lik bir yol boyunca yaklaşık 24 saat esmesi gerekir. Bu nedenle, 20 metre yüksekliğindeki dalgalara çok ender rastlanır. Daha yüksek dalgalar ise, örneğin 1922'de Atlas Okyanusu'nun kuzeyinde Majestic gemisinden gözlenen 24 metrelik dalgalar ve 1933'te Büyük Okyanus'un kuzeyinde Ramapo gemisinden gözlenen 34 metrelik dalgalar gibi, genellikle, ayrı yönlerde ilerleyen iki dalga dizisinin tepelerinin üst üste binmesinden kaynaklanan olağandışı dalgalardır.
Bugüne kadar aygıtların saptadığı en yüksek dalga 26 metreliktir ve 1972'de İngiliz meteoroloji gemisi Weather Reporter tarafından Atlas Okyanusu'nun kuzeyinde ölçülmüştür. Saniyede 35 metre (saatte 68 mil) gibi çok büyük bir hızla esen kasırga şiddetindeki rüzgârlar her zaman dağ gibi kabaran dalgalara neden olmaz; çünkü bu rüzgârlar düzenli dalgaların oluşmasına fırsat bırakmayacak kadar çabuk yön değiştirir. Ama böylesine güçlü fırtınaların derin sularda yarattığı dalgalar saatte yaklaşık 100 kilometrelik bir hızla yol alır.
Dalgalar büyüdükçe yalnız yükseklikleri değil dalga boyları da artar. Fırtına dalgalarının dalga boyları genellikle yüksekliklerinin 13 katı kadardır; ama sığ bir denizdeki dik dalgalar o kadar çabuk kabarır ki dalga boyları çoğu kez yüksekliklerinin yedi katını ancak bulur. Dalganın tepesindeki su dalgadan daha çabuk hareket etmeye başladığı zaman öne doğru devrilir ve denizin yüzeyi bazen "koyun sürüsü" diye tanımlanan beyaz köpüklü dalgalarla kaplanır. En küçük dalgalarda, saniyede 4-5 metre (saatte 7-10 mil) hızla esen hafif bir rüzgâr bile dalga kırılması denen bu olaya yol açabilir.
Kumsala çarpan dalgaların kırılmasının nedeni ise, suyun yüzeyinde kilometreler boyunca ve saatlerce esen rüzgârın dalgalara kazandırdığı enerjidir. Derin sudan sığ sulara ya da kumsala doğru ilerleyen bir dalganın hızı kesildiği için yüksekliği artar. Çünkü derin sudaki kadar enerjiyle yüklü olan, ama su sığlaştıkça hızını kaybeden dalganın bu fazla enerjiyi boşaltması için kumsala çarparak kırılıncaya kadar yükselmesi gerekir. Bir dalga genellikle yüksekliği su derinliğinin yaklaşık beşte dördünü bulduğu zaman kırılır. Rüzgârın yol açtığı bir dalga hareketinde genellikle hem kısa, hem uzun dalgalar birlikte oluşur. Ama rüzgâr kesildiğinde ya da dalgalar rüzgârın etki alanının dışına çıktığında kısa dalgalar geride kalırken, tepeleri düzgün yuvarlak bir biçim alan uzun dalgalar düzenli bir hareketle ilerler. Rüzgârsız denizlerde görülen bu dalgalara ölü dalga denir.
Bir banyo küvetine doldurulan su elle öne arkaya doğru çalkalanırsa, küvetin iki ucundaki su düzeyi birkaç saniye kadar düzenli olarak yükselip alçaldıktan sonra bu salınım hareketi giderek yavaşlar ve durur. Buna benzer bir salınım büyük göllerde ve içdenizlerde de görülür. Göl esnemesi denen bu olgu ilk kez İsviçre ile Fransa sınırındaki Cenevre Gölü'nde incelenmiştir.
Okyanus tabanındaki depremler de tsunami denen çok büyük dalgalara yol açar. Saatteki hızları 600-800 kilometreyi bulan ve doğdukları noktadan çok ötelere kadar yayılan bu dalgaların açık denizdeki yüksekliği ancak 1 metre kadardır. Ama sığ sulara girince yavaşlayan ve yükseklikleri birkaç katına ulaşan tsunamiler kıyıları sular altında bırakarak büyük can ve mal kaybına yol açar; hatta bazen gemilerin bu dalgaların tepesine kadar yükselip karaların içine sürüklendiği olur.
Dalga hareketinin genel kuralları bütün dalgalar için geçerlidir; ama bu maddede yalnızca su ve deniz dalgaları anlatılacak, dalga hareketinin öbür biçimleri Işık; Işınım; Radyo; Ses maddelerinde ele alınacaktır.
Su yüzeyindeki düzenli kabarma ve çalkantılara dalga denir. Sudaki dalgalanma gözle görülebildiği için dalga dendiğinde ilk akla gelen deniz ya da okyanus dalgaları olursa da bu hareket yalnızca suya özgü değildir; bütün akışkanlarda, örneğin havada da durağan kütlenin dengesini bozan bir çalkantı ya da tedirginlik nedeniyle aynı biçimde dalgalar oluşur. Durgun suya atılan bir taş bu su kütlesinin dengesini bozan bir tedirginlik kaynağıdır. Eşmerkezli dalgaların bu kaynağın çevresinden uzaklara doğru yayılması gibi, hava kütlesindeki herhangi bir çalkantı da düzenli bir dalga hareketiyle ortamın bütün noktalarına iletilir.
Bu nedenle sesin, ışığın ve radyo sinyallerinin havada yayılmasını sağlayan titreşimler için de dalga hareketi terimi kullanılır. Su dalgaları ile ışık, ses ve radyo dalgaları arasındaki temel fark su dalgalarının yayılma hızının dalga boyuna bağlı olarak değişmesi, buna karşılık bütün öbür dalgaların dalga boyundan bağımsız, belirli ve değişmeyen bir hızla yol almalarıdır. Su kütlesinde çalkantı yaratan bir etkinin, sözgelimi rüzgârın başlattığı bir dalga hareketiyle suyun yüzeyinde bir dizi kabarıklık ve çukur oluşur. Aralarında birer çukur bulunan her kabarıklık ya da dalga su yüzeyinde ilerleyerek uzaklara doğru yayıldığı için, su kütlesi de bu dalga hareketiyle sürüklenerek yer değiştiriyormuş gibi görünür.
Oysa su kütlesi yalnızca dalgaların yayılmasını sağlayan bir ortamdır ve bu hareket sırasında fazlaca yer değiştirmez. Nitekim bu gerçeği ilk kez saptayan büyük İtalyan bilgin Leonardo da Vinci (1452-1519) su dalgalarını bir buğday tarlasındaki başakların dalgalanmasına benzetmiştir; rüzgâr estiğinde bu dalgalanma tarlanın bir ucundan öbür ucuna yayılır, ama kökleriyle toprağa bağlı olan buğday başakları yerinden oynamaz. Denizde balık tutarken olta mantarının su üstündeki hareketini izlerseniz, mantarın dalgalarla birlikte inip çıkarak bulunduğu noktada bir aşağı, bir yukarı sarındığını, ama rüzgârla sürüklenmedikçe dalgalara kapılıp gitmediğini görebilirsiniz.
Dalga sırasında suyun her parçacığı da ortalama su düzeyi yükseldiği zaman ileriye doğru gidip, sular alçaldığı zaman geriye gelerek tıpkı yüzeyindeki mantar parçası gibi salınım hareketi yapar. Böylece, özellikle çok kabaran dalgalarda, bulunduğu noktadan biraz ileriye kaymış olur. Suyun üstündeki hareketsiz bir nesneden, örneğin yüksekçe bir kayadan bakıldığında su parçacıklarının hemen hemen dairesel bir hareket yaptığı görülebilir; bu dairenin çapı, dalganın tepesinden en çukur yerine kadar olan dalga yüksekliğine eşittir. Sığ sularda dalgaların hareketi dairesel olmaktan çıkarak bir elipse dönüşür, yani ovalleşir. Deniz yüzeyindeki dalgaların nedeni genellikle rüzgârdır.
Birdenbire patlayan rüzgâr durgun suyun yüzeyini önce hafifçe dalgalandırır, sonra bu dalgacıklar rüzgârdan aldıkları enerjiyle giderek büyür. Bir dalga hareketinde birbirini izleyen iki tepe noktası arasındaki uzaklığa dalga boyu, iki dalga tepesinin belirli bir noktadan art arda geçişi arasındaki süreye de dalga periyodu denir. Bir dalganın yüksekliğini belirleyen üç etken vardır. Bunlardan ilki esen rüzgârın suyun üzerinde aldığı yolun uzunluğu, ikincisi bu yol boyunca rüzgârın ortalama hızı, üçüncüsü de rüzgârın esiş süresidir.
Örneğin 20 metre yüksekliğinde dalgaların oluşabilmesi için, hızı saniyede 30 metre (saatte 60 mil) olan bir rüzgârın su üzerinde 1.000 kilometre*lik bir yol boyunca yaklaşık 24 saat esmesi gerekir. Bu nedenle, 20 metre yüksekliğindeki dalgalara çok ender rastlanır. Daha yüksek dalgalar ise, örneğin 1922'de Atlas Okyanusu'nun kuzeyinde Majestic gemisinden gözlenen 24 metrelik dalgalar ve 1933'te Büyük Okyanus'un kuzeyinde Ramapo gemisinden gözlenen 34 metrelik dalgalar gibi, genellikle, ayrı yönlerde ilerleyen iki dalga dizisinin tepelerinin üst üste binmesinden kaynaklanan olağandışı dalgalardır.
Bugüne kadar aygıtların saptadığı en yüksek dalga 26 metreliktir ve 1972'de İngiliz meteoroloji gemisi Weather Reporter tarafından Atlas Okyanusu'nun kuzeyinde ölçülmüştür. Saniyede 35 metre (saatte 68 mil) gibi çok büyük bir hızla esen kasırga şiddetindeki rüzgârlar her zaman dağ gibi kabaran dalgalara neden olmaz; çünkü bu rüzgârlar düzenli dalgaların oluşmasına fırsat bırakmayacak kadar çabuk yön değiştirir. Ama böylesine güçlü fırtınaların derin sularda yarattığı dalgalar saatte yaklaşık 100 kilometrelik bir hızla yol alır.
Dalgalar büyüdükçe yalnız yükseklikleri değil dalga boyları da artar. Fırtına dalgalarının dalga boyları genellikle yüksekliklerinin 13 katı kadardır; ama sığ bir denizdeki dik dalgalar o kadar çabuk kabarır ki dalga boyları çoğu kez yüksekliklerinin yedi katını ancak bulur. Dalganın tepesindeki su dalgadan daha çabuk hareket etmeye başladığı zaman öne doğru devrilir ve denizin yüzeyi bazen "koyun sürüsü" diye tanımlanan beyaz köpüklü dalgalarla kaplanır. En küçük dalgalarda, saniyede 4-5 metre (saatte 7-10 mil) hızla esen hafif bir rüzgâr bile dalga kırılması denen bu olaya yol açabilir.
Kumsala çarpan dalgaların kırılmasının nedeni ise, suyun yüzeyinde kilometreler boyunca ve saatlerce esen rüzgârın dalgalara kazandırdığı enerjidir. Derin sudan sığ sulara ya da kumsala doğru ilerleyen bir dalganın hızı kesildiği için yüksekliği artar. Çünkü derin sudaki kadar enerjiyle yüklü olan, ama su sığlaştıkça hızını kaybeden dalganın bu fazla enerjiyi boşaltması için kumsala çarparak kırılıncaya kadar yükselmesi gerekir. Bir dalga genellikle yüksekliği su derinliğinin yaklaşık beşte dördünü bulduğu zaman kırılır. Rüzgârın yol açtığı bir dalga hareketinde genellikle hem kısa, hem uzun dalgalar birlikte oluşur. Ama rüzgâr kesildiğinde ya da dalgalar rüzgârın etki alanının dışına çıktığında kısa dalgalar geride kalırken, tepeleri düzgün yuvarlak bir biçim alan uzun dalgalar düzenli bir hareketle ilerler. Rüzgârsız denizlerde görülen bu dalgalara ölü dalga denir.
Bir banyo küvetine doldurulan su elle öne arkaya doğru çalkalanırsa, küvetin iki ucundaki su düzeyi birkaç saniye kadar düzenli olarak yükselip alçaldıktan sonra bu salınım hareketi giderek yavaşlar ve durur. Buna benzer bir salınım büyük göllerde ve içdenizlerde de görülür. Göl esnemesi denen bu olgu ilk kez İsviçre ile Fransa sınırındaki Cenevre Gölü'nde incelenmiştir.
Okyanus tabanındaki depremler de tsunami denen çok büyük dalgalara yol açar. Saatteki hızları 600-800 kilometreyi bulan ve doğdukları noktadan çok ötelere kadar yayılan bu dalgaların açık denizdeki yüksekliği ancak 1 metre kadardır. Ama sığ sulara girince yavaşlayan ve yükseklikleri birkaç katına ulaşan tsunamiler kıyıları sular altında bırakarak büyük can ve mal kaybına yol açar; hatta bazen gemilerin bu dalgaların tepesine kadar yükselip karaların içine sürüklendiği olur.
