EŞLEKSEL GÜNEŞ SAATİ’mizi Geliştiriyoruz

Yine Bilgi dolu bir uygulama,  bir  atölye çalışması yapacağız.

Önceki yazımda ( http://astrobilgi.orgesleksel-gunes-saati-yapiyoruz/ )  herhangi  bir  yerde kullanabileceğiniz Eşleksel  Güneş  Saati yapmıştık.   Saatimizin kadranı olarak  Gök Eşleği Düzlemini aldık,   dünyamızın dönme  eksenini  temsil  eden  çubuğun gölgesini kullandık.

Gündüz süresince,   gökyüzündeki farklı konumu  nedeniyle  Gerçek Güneş’in  ışıklarının oluşturduğu  çubuk gölgesi kadran üzerinde düzgün bir şekilde yer değiştirir.

Yılın herhangi bir gününde,  gündüzün herhangi bir anında  Güneş’in gökyüzündeki konumu önceden bilinen bir  özelliktir.   Bu nedenle çubuğun gölgesi de kadrana çizdiğimiz  saat dilimlerinde yer değiştirerek zamanı gösterir.

Önceki  yazıda,   hazırladığımız saatimizi  heryerde ve  yaz – kış  yani yılboyunca    kolayca kullanabileceğimiz bir Güneş Saatine dönüştüreceğimizi    belirtmiştik.

Önce biraz bilgi..

Ülkemizin Batısı 26 derece Doğu  ve  Doğusu 45 derece Doğu  Boylamlar (Meridyenler)  arasında yer almaktadır.

Ülkemizin her  yerinde aynı saat geçerlidir.  Kolumuzdaki saat,  Bölge Boylamımız olarak belirlenmiş olan, kullandığımız  “Saat Dilimi”ni gösteren  boylamdaki  GÜNEŞ’in konumunu gösterir.

Bugün geçerli olan Bölge  Boylamımız ;  IĞDIR ilimiz sınırlarının da ötesinden, ülkemiz dışından geçen 45 derece Doğu boylamıdır.

Dünya ülkeleri saat dilimlerini ve kullandıkları saatleri karşılaştırmak için güzel bir bilgi sayfası aşağıdaki bağlantıda. bulabilirsiniz.

https://www.timeanddate.com/time/map/

Yerküre  üzerinde tanımlanmış Boylam(Meridyen)  çemberlerinin başlangıcı İngiltere Greenwich ten geçen Başlangıç Meridyeni( 0 derece) dir.

Başlangıç Meridyeni’nin   7.5 derece   doğu ve batısında yeralan   Meridyen çemberleri arası  Başlangıç Saat Dilimi  olarak kabul edilmiştir.  Aynı biçimde

7.5 – 22.5 dereceler arası  1. Saat Dilimi,

22.5 – 37.5 dereceler arası  2.Saat Dilimi,

37.5 – 52.5 dereceler arası  3. Saat Dilimi, ….

(böyle devam eder..)

olarak tanımlanmıştır. Bu dilimlerin ortasından geçen    0,  15,  30,  45, ….  derece Meridyenlerine de o saat dilimi için  Bölge Boylamı denilmektedir.

Bu yöntem ile Dünyamızda  24  adet saat dilimine ayrılmıştır. Ülkelerin toprakları hangi saat dilimine giriyorsa  genellikle o saat dilimini kullanmaktadırlar.

Başlangıç Saat Dilimindeki saat  GMT(Greenwich Mean Time) olarak tanımlıdır. 3. Saat Diliminden sözederken de ( GMT + 3 ) ifadesi kullanılır.

Ülkemizin tamamında kullandığımız saat ;  Dünya Saat Dilimleri arasında  GMT + 3  saat  olarak belirtilen saat dilimidir.

Toprakları büyük olan (ABD, Rusya, Çin  gibi ) ülkelerde ise birden fazla saat dilimi kullanılması zorunlu olmaktadır. Bu ülkelerin büyük bir çoğunluğu bu sistemde gün ışığından daha fazla yararlanmak için  yaz ve kış aylarında farklı saat dilimlerini kullanmaktadırlar.  Ülkemizde de  2016 yılına kadar kış aylarında  2.saat dilimi (Kış Saati), yaz aylarında ise  3. Saat Dilimi ( Yaz Saati- İleri saat uygulaması..)  kullanılmaktaydı. Siyasilerin kararı ile 2016 yılından itibaren sürekli olarak 3.saat dilimi kullanılmaktadır.

Bu saat dilimlerinde  kullanılan “saat”   lar şöyle tanımlıdır :  Güneş(Kuramsal Güneş) o saat dilimine ait Bölge Boylamı (meridyen çemberi-Öğlen Çemberi)’nden geçtiği an saat  12:00 demektir. Bu saat,  o saat diliminini kullanmayı kabul eden her yerde kullanılır.

Bizim örneğimizde : Güneş  yaklaşık olarak Tiflis Kenti öğlen çemberinden(45 derece boylamı)  geçerken, Türkiyenin her yerinde saat 12:00 demektir.  Güneş İzmir öğlen çemberinden geçerken ise  saat 13 ü geçmiş demektir.

 Güneş saatimizin kadranında saatleri yazarken izlenecek yol :    45 derece doğu boylamında saat  Kuzey yönü  saat 12:00 ‘yi  gösterirken,  Ankara’da kullanılacak  Güneş Saatinde ise  Kuzey  yönü  12:52 yi göstermelidir. Siz nerede kullanacaksanız ona göre  belirlemek zorundasınız.

(Kadran üzerine saatler işaretlenirken, Ankara için  Batı çizgisinin gösterdiği saat 06:52  olmalıdır. Kuzey çizgisi saat  12:52  yi, Doğu çizgisi ise  saat 18:52 yi göstermelidir.Diğer Boylamlar için, o yerin  boylamının Bölge boylamına uzaklığına göre  bu değişecektir.)

Farklı boylamlarda kullanabilmek için, saat kadranının hareketli olması gerekir. Çubuğun etrafında dönen,ayarlanabilecek  hareketli bir kadran olmalı.

Saatimizin kadranını  yukarıdaki şekilde olduğu gibi, katladığımız kağıttan ayrıca çizip, farklı enlemlere göre  kullanılabilecek şekilde hazırlayıp önceden hazırlanmış  çubuğun etrafında dönerek ayarlanabilecek şekilde  kullanabiliriz.  Böylece her boylamda kullanılabilir demektir.  Ancak unutmayalım. Yukarıdaki şekiller Türkiye için kullanılmak üzere hazırlanmıştır. Örneğin  Bölge boylamımız ülkemiz dışında olduğu ve ülkemizin tamamı Bölge boylamının  batısında olduğu için,  sadece 12 den ileri saatlerle  ayarlar gerekir.  Eğer GMT+2  saat diliminde olsaydık,  bu kez 12 den önce ve sonrası için kaydırmalar gerekecekti…

Dikkatinizi  çekmesi gereken  önemli bir ayrıntı daha var. Bu Güneş saati,  Güneşin sadece Gök Eşleğinin Kuzey tarafında olduğu  20/21 Mart ile 22/23 Eylül günleri arasında çalışır. Diğer 6 aylık sürede ne olacak ?

Bunun da kolay bir çözümü var.

Yukarıdaki şekilde olduğu gibi ; saat kadranımızın saatlerin yazılı olduğu katmanın iç kısmına bir çember daha çizelim. Oluşan  dilimin, şekilde görülen gri renkli bölgesini keserek çıkartalım. Bu  açık kalan kısmı, kağıdın arka tarafından  yarı saydam ( aydınger kağıdı gibi..) bir kağıt ile kaplayalım. Güneş kış aylarında kadranın  arka  tarafında iken oluşan gölge  diğertaraftan bakıldığında açıklıktaki yarısaydam kağıtta da görülecektir. İşlem tamam demektir.

Bu Güneş saatini  sadece bulunduğunuz yerde kullanabilirsiniz.  Bir başka enlemde kullanabilmek için, gölge oluşturacak çubuğun iki kağıt arasındaki uzunluğu ile değme noktasını değiştirmek gerekecek. Ayrıca,  bir başka boylamda kullanabilmek için saat kadranındaki dizilişi değiştirmeliyiz.   Öyleyse soru  ; Her enlemde  ve boylamda kullanabileceğimiz bir Güneş Saati nasıl yaparız ?  

 Bunun en kolay yolu, her enlem için ayrı hesap yaparak, çubuğun arada kalan boyu ile değme noktası uzaklığını  belirleyip tekrar ayar yapmaktır. Ya da bu değerleri değişik enlemler için önceden hesaplayıp  çubuğun ve kağıdın üzerine işaretlemektir.  Bu hesaplamalarda saatimizin kadranının merkezi  ile kağıdın katlanan kenarı arası uzaklık önemli. Bunu zaten hesap yaparken kullanıyoruz.  Hangi enlemdeyseniz ona göre yapılacak iki basit hesap ….

Önceki yazıda bu şekil kullanılmıştı. Biraz daha genel uygulanabilir yapalım.

Artık bilgi yerine nasıl yapacağımızı madde madde yazıp özetleyelim.

İşe, Güneş saatini kullanacağınız  yerin coğrafya   Enlem  ve Boylamını (açı derecesi olarak)öğrenmekle başlayın.

1. İstediğiniz büyüklükte kağıt(kalın, yüksek gramajlı..) alıp katlayabilirsiniz. Kadran çizilecek yerde, kadranın merkezi olacak ve çubuğun geçeceği noktayı ( O noktası ) belirleyin.
2. O noktasından geçen,  katlanan kenara dik  ve paralel olan, coğrafya yönleri gösteren çizgileri önceki şekillerde olduğu gibi çizin, yönleri yazın.
3. O noktasından geçen, ve katlanan kenara dik olan çizgi üzerinde,  O noktasının katlanan kenara uzaklığını ölçün.(OA mesafesi)
4. Bulunduğunuz enleme uygun olarak aşağıdaki çizelgedeki sinus ve tanjant  değerlerini kullanarak  AC  ve  OC  uzunluklarını hesaplayın.

OC  : Çubuğun, kağıdın arkasında kalacak kısmının uzunluğu,

AC  :  Çubuğun kağıt üzerinde değeceği  C noktasının katlanan kenara uzaklığı

AC = OA / sin(enlem)   ,    OC = OA / tan(enlem)

5. Kadran yapılacak yüzeye aşağıdaki şekilde belirtildiği biçimde çemberleri çizin. (Dıştaki saatlerin yazılacağı aralık, içteki ise uygun şekilde kesilerek çıkartılacak kısımlar.)
6. Aynı ölçülerde bir başka kağıda aynı   kadranı çizin,  kesilecek kısmı kesin, ve  kağıdın arkasına yarı saydam(aydınger)  yapıştırın.
7.  Kadranın dış kısmına önceden anlatıldığı ve yukarıdaki şekilde görüldüğü gibi  enlemleri işaretleyin. (  saat 12 karşılığı  45 derece Bölge Boylamını  bir saat = 15 derece olduğuna göre, saat 13 karşılığı 30 derece boylamını gösterecek şekilde  )
8. Bu ayarlanabilir kadranı  Güneş saatinde çizilen kadranın üzerine çubuktan geçirerek yerleştirin. Kadran üzerine işaretlenmiş boylam derecelerinden bulunduğunuz yerin Boylam derecesini  Kuzey yönünü gösteren çizgi ile çakıştırın.
9. Alttaki yatay düzleme C noktasını işaretleyin. Çubuğu, kağıdın arkasında kalacak boyunu ayarlayıp C noktasına sabitleyin. (Bu işlem sonucunda doğru enlem ayarlanmıştır, Çubuk kadran düzlemine  dik olur ve  Kuzey yönüne  doğru yönlendirildiğinde çubuk Kutup Yıldızını gösterir.)
10. OA uzunluğunu 10 cm alırsanız, aşağıdaki çizelgeden OC ve AC değerlerini okuyup işlem yapabilirsiniz.

Aslında daha işlem bitmedi. 

O kadar da basit değil işlemler..  Kadrandaki saatler, kolumuzdaki saatin gösterdiği saatlerdir. Bu saat,  düzgün hareket eden, bu amaçla tanımlanmış bir   “Kuramsal Güneş” ‘in hareketlerinin ölçüsüdür.  Halbuki gökyüzündeki Gerçek Güneş  böyle değildir. Görünen hareketi sırasında gökyüzünde dolanırken,  Yer’e en yakın olduğunda en hızlı, Yer’e en uzak olduğunda ise en yavaş şekilde  hızı sürekli değişerek yolalır. Bu nedenle,  Kuramsal Güneş’e göre bazan önde, bazen de onun gerisinde kalır. Örneğin,Kolumuzdaki saatin dayanağı olan Kuramsal Güneş Bölge Boylamında, tam 12:00 de öğle çemberinden geçerken, GerçekGüneş bazen erken, bazen de biraz geç geçer. Bu zaman farkının yıl içinde herhangi bir gün kaç dakika olduğu hesaplarla bellidir.  Güneş saatinizden okuduğunuz saatlerden  bu farkları da eklemek ya da çıkarmak gerekecektir.  Bu farklar en fazla 14-16 dakika kadar olabilmektedir. Bunu da bir başka yazı konusuolarak ele alacağım.

Sevgili öğretmen arkadaşlar,

Okulunuzun bahçesinde  Güneş gören bir köşesinde, boyutları istediğiniz şekilde  büyüterek, okulunuzun koordinatlarına uygun, her zaman kullanılabilecek EŞLEKSEL GÜNEŞ SAATİ  yapmayı düşünmez misiniz ?.

Güneş Saatinizi güle güle kullanın.