Harika bir etkinlik, sevgili öğrencilerim! Bu deney, Dünya’mızda mevsimlerin nasıl oluştuğunu anlamamız için çok güzel bir model. Gelin şimdi bu soruları hep birlikte, adım adım analiz edelim ve çözelim.
a) Hangi düzenekteki termometre daha büyük sıcaklık değerini gösterir? Açıklayınız.
Cevap:1. düzenekteki termometre daha büyük bir sıcaklık değeri gösterir.
Açıklama:
Bu durumu Güneş’in Dünya’mızı ısıtması gibi düşünebiliriz. Bir yüzeye ışık ışınları ne kadar dik veya dike yakın bir açıyla gelirse, o bölgeye bıraktığı enerji o kadar yoğun olur ve o bölge daha çok ısınır.
- 1. düzenekte, masa lambasından çıkan ışınlar termometrenin üzerine dik bir açıyla düşüyor. Bu, enerjinin küçük bir alanda toplanmasına neden olur. Bu yüzden bu bölge daha çok ısınır.
- 2. düzenekte ise ışınlar eğik bir açıyla geliyor. Aynı miktardaki enerji daha geniş bir alana yayıldığı için birim yüzeye düşen enerji miktarı azalır ve daha az ısınma gerçekleşir.
Kısacası, dik gelen ışınlar daha çok ısıtır!
b) Güneş ışınlarının 21 Haziran’da öğle saatinde Yengeç Dönencesi üzerindeki bölgelere düşme açısı hangi düzenekteki gibidir? Yazınız.
Cevap: 1. düzenekteki gibidir.
Açıklama:
Bildiğiniz gibi 21 Haziran tarihinde Kuzey Yarım Küre’de yaz mevsimi başlar. Bu özel günde Güneş ışınları öğle vakti Yengeç Dönencesi‘ne tam tepeden, yani 90 derecelik dik bir açıyla düşer. Deneyimizdeki 1. düzenekte de ışık kaynağı, ışınlarını yüzeye dik olarak gönderdiği için bu durumu mükemmel bir şekilde temsil ediyor.
c) Düzeneklerdeki birim yüzeye düşen enerji miktarlarını karşılaştırıp yazınız.
Cevap: 1. düzenekteki birim yüzeye düşen enerji miktarı, 2. düzenektekinden daha fazladır.
Açıklama:
Bu sorunun cevabı aslında ilk sorunun açıklamasında gizli. Bir el fenerini duvara tam karşıdan tuttuğunuzda parlak ve küçük bir daire oluşur, değil mi? Ama feneri eğik tutarsanız ışık daha geniş ama sönük bir alana yayılır.
- 1. düzenekte ışınlar dik geldiği için daha dar bir alana düşer. Bu yüzden birim alana (mesela 1 santimetrekareye) düşen enerji miktarı fazladır.
- 2. düzenekte ise ışınlar eğik geldiği için daha geniş bir alana yayılır. Bu yüzden birim alana düşen enerji miktarı azdır.
Bu durumu matematiksel olarak şöyle ifade edebiliriz: 1. Düzenek > 2. Düzenek
ç) Etkinlikteki değişkenleri aşağıdaki uygun noktalı yerlere yazınız.
- Bağımsız Değişken: Işık ışınlarının yüzeye gelme açısı
- Bağımlı Değişken: Termometredeki sıcaklık artışı (veya birim yüzeye düşen enerji miktarı)
- Kontrol Edilen Değişken: Işık kaynağının türü (özdeş lambalar), termometrelerin türü, ışık kaynağının termometreye uzaklığı, başlangıç sıcaklığı, ışığın verilme süresi
Açıklama:
Harika bir soru! Bir deneyin en önemli kısımlarından biri değişkenleri doğru belirlemektir. Gelin bunu da adım adım yapalım.
Adım 1: Bağımsız Değişkeni Bulalım
Bu, deneyde bizim bilerek ve isteyerek değiştirdiğimiz şeydir. İki düzeneğe baktığımızda farklı olan tek şey nedir? Lambaların duruşu, yani ışığın termometreye gelme açısı. İşte bu bizim bağımsız değişkenimizdir.Adım 2: Bağımlı Değişkeni Bulalım
Bu ise bizim yaptığımız değişiklikten etkilenen, yani deneyin sonucunda ölçtüğümüz değerdir. Işığın açısını değiştirince neyin farklı olduğunu gözlemledik? Termometredeki sıcaklık artışının. Demek ki bu da bizim bağımlı değişkenimiz.Adım 3: Kontrol Edilen (Sabit Tutulan) Değişkenleri Bulalım
Bunlar da deneyimizin adil ve güvenilir olması için her iki düzenekte de aynı tuttuğumuz, yani sabit bıraktığımız özelliklerdir. Soruda bize zaten ipuçları verilmiş: “özdeş masa lambaları”, “başlangıç sıcaklıkları aynı olan termometreler”, “uzaklık eşit”, “eşit süre”. Bunların hepsi deneyin sonucunu etkilemesin diye kontrol ettiğimiz değişkenlerdir.