Merhaba sevgili öğrencilerim! Gelin hep birlikte bu güzel deneyi ve sonuçlarını yorumlayalım. Bu deney, mevsimlerin oluşumundaki en temel mantığı anlamamız için harika bir örnek.
Soru 1: Hangi termometrenin gösterdiği değer daha fazladır? Neden?
Çözüm:
Adım 1: Deney düzeneğini dikkatlice inceleyelim. Görsel 2’de el feneri (Güneş’i temsil ediyor) Dünya modeline tutuluyor. Dünya modelinin bir eksen eğikliği olduğunu görüyoruz, tıpkı gerçek Dünya’mız gibi. El fenerinin ışığı, Dünya modelinin üst kısmına, yani Türkiye’nin bulunduğu Kuzey Yarım Küre’ye daha dik açıyla geliyor. Güney Afrika Cumhuriyeti’nin bulunduğu Güney Yarım Küre’ye ise daha eğik bir açıyla ulaşıyor.
Adım 2: Güneş ışınları bir bölgeye ne kadar dik gelirse, o bölgedeki birim yüzeye düşen enerji miktarı o kadar fazla olur. Bu da o bölgenin daha çok ısınmasını sağlar. Şöyle düşünelim: El fenerini bir duvara tam karşıdan tuttuğunda aydınlık ve küçük bir alan oluşur, ama feneri eğik tuttuğunda aynı ışık daha geniş ama daha sönük bir alana yayılır. İşte enerji de aynı şekilde dağılır.
Sonuç: Bu nedenle, ışığı daha dik açıyla alan Türkiye’nin üzerine yerleştirilen termometrenin gösterdiği değer daha fazla olacaktır. Çünkü o bölge daha fazla enerji alarak daha çok ısınmıştır.
Soru 2: Termometrelerin farklı değerleri göstermesinin nedeni ne olabilir?
Çözüm:
Termometrelerin farklı sıcaklık değerleri göstermesinin temel nedeni, el fenerinden gelen ışınların (yani Güneş ışınlarının) Dünya modeli üzerindeki farklı bölgelere farklı açılarla düşmesidir.
- Dünya’nın eksen eğikliği sebebiyle, modeldeki bir yarım küre (deneyde Kuzey Yarım Küre) ışık kaynağına doğru daha dönük durumdadır. Bu yüzden ışınları daha dik alır.
- Diğer yarım küre (Güney Yarım Küre) ise ışıktan daha uzak ve eğik bir konumdadır. Bu yüzden ışınları daha eğik açıyla alır.
Kısacası, bu farkın tek ve en önemli sebebi ışınların yüzeye düşme açısının farklı olmasıdır.
Soru 3: Işınların yüzeye düşme açısıyla sıcaklığın nasıl bir ilişkisi olabilir?
Çözüm:
Adım 1: Önceki sorulardan yola çıkarak bu soruyu kolayca cevaplayabiliriz. Deneyimizde ışınların daha dik geldiği yerde sıcaklığın daha yüksek, daha eğik geldiği yerde ise daha düşük olduğunu gördük.
Adım 2: Bu durumu genelleştirebiliriz. Işınların yüzeye düşme açısı büyüdükçe (yani 90 dereceye yaklaştıkça, dik oldukça), birim yüzeye düşen enerji miktarı artar. Enerji artışı da sıcaklığın artmasına neden olur. Tam tersi, ışınların yüzeye düşme açısı küçüldükçe (yani daha eğik geldikçe), birim yüzeye düşen enerji miktarı azalır ve sıcaklık daha düşük olur.
Sonuç: Işınların yüzeye düşme açısı ile sıcaklık arasında doğru bir ilişki vardır. Açı ne kadar dikleşirse, sıcaklık o kadar artar. Unutma ki, bu durum mevsimlerin oluşmasının temel sebebidir!