BİLGİ DOLU BİR UYGULAMA
Bu yazıda (Kuzey yarıküre için ) kendi Güneş Saatimizi nasıl yapacağımızı öğreneceğiz.
Önce ne yapacağımızı bilelim.
Güneş Saati nedir ? Yılın herhangi bir gününde, gündüzün herhangi bir anında, Güneş’in gökyüzündeki konumu sonucu olarak, belirlenen bir çubuğun gölgesinin, üzeri işaretlenmiş bir yüzeye düşerek zamanı göstermesidir.
Öyleyse, Güneş’in gökyüzündeki konumunun ve zamanla nasıl değiştiğinin bilinmesi gerekmektedir.
Çubuğun konumu, işaretlenmiş yüzeyin ne olduğu, gölge doğrultusu ve uzunluğuna göre Güneş Saati değişik isimlerle anılır. Yatay düzlem, düşey duvar, eğik yüzey ve küre yüzeyi gibi değişik yüzeyler kullanılır.
Bu uygulamada, gölgenin düşeceği yüzey GÖK EŞLEĞİ düzlemi olacak.
Çubuk olarak da ; seçilen düzleme dik olan, Yer’in dönme eksenini temsil eden doğrultudaki çubuk alınacak.
Şimdi, biraz bilgi :
Bütün gökcisimlerinin üzerinde yeraldığı ve hareket ettiği, merkezinde Yerküre’nin bulunduğu bir küre düşünülür. Bu kürenin adı GÖKKÜRESİ dir. Yer’in dönme ekseni Gökküresinin de eksenidir ve Kutup Yıldızımız, bu eksenin gökküresini kestiği noktada yeralır.
Yerküre üzerindeki Ekvator (EŞLEK) çemberinin bulunduğu düzlemi genişletirsek gökküresini bir çember şeklinde keser. Bu çembere de GÖK EŞLEĞİ adı verilir.
Dünyamızın kendi ekseni etrafında dönmesinin sonucu olarak, dünyadaki gözlemci, gökküresini aynı eksen etrafında ve dünyanın dönme yönünün tersine dönüyormuş gibi görür, algılar. Bu harekete Günlük Görünür Hareket adı verilir.
Dünyamızın Güneş etrafında bir yılda tamamladığı yörünge hareketinin sonucu olarak, Güneş gökküresi üzerinde, dünyamız etrafında dolanıyormuş gibi gözlenir. Buna Yıllık Görünür Hareket adı verilir.
GÜNEŞ’imizin bir yıl boyunca gökyüzünde izlediği çembere “TUTULUM” denilmektedir. Güneş, bu çember üzerinde hergün yaklaşık 1 derece doğuya doğru yolalır. Güneş ve Ay Tutulmaları, YER, AY ve GÜNEŞ tam bu çember üzerinde ve aynı hizada olduklarında gerçekleşir. Tutulum denmesinin nedeni de budur.
Tutulum çemberinin bulunduğu düzleme de TUTULUM Düzlemi denir.
Yer’in dönme ekseni ile Tutulum düzleminin normali (Merkezinden çıkılan dik doğru) arasındaki açı ise hepimizin ( dünyamızın dönme ekseninin eğimi olarak ) bildiği gibi yaklaşık 23.5 derecedir.
Güneş Tutulum üzerinde göreli hareketini yaparken Gök Eşleğine uzaklığı yanı DİKAÇIKLIĞI sürekli değişmektedir.
21 Haziran’da Gök Eşleğinden kuzeye doğru en fazla 23.5 derece uzaklaşır. Bu açıdaki Enlem Dairesine YENGEÇ DÖNENCESİ denir. ( Kuzey yarıkürede YAZ GÜNDÖNÜMÜ ; en uzun gündüz , en kısa gece gerçekleşir.)
22/23 Eylül’de gökeşleğini keser, bu noktaya SONBAHAR NOKTASI denir. Sonbahar ILIMI (Equinox – Gece-Gündüz süreleri eşitliği) gerçekleşir. Güneş ilerleyen günlerde Eşleğin güneyine doğru ilerler.
21 Aralık günü eşleğin güneyinde maksimum ( – değer alarak) 23.5 derece olur. Bu açıdaki Enlem Dairesine de OĞLAK DÖNENCESİ denir. ( Kuzey yarıkürede KIŞ GÜNDÖNÜMÜ ; en kısa gündüz, en uzun gece gerçekleşir.)
20/21 Mart tarihinde Güneş’in bulunduğu bu noktada, tutulum çemberi gökeşleğini keser, bu noktaya İLKBAHAR NOKTASI denir. İlkbahar ILIMI (Equinox – Gece-Gündüz süreleri eşitliği) gerçekleşir. Güneş ilerleyen günlerde Eşleğin kuzeyine doğru ilerler, dikaçıklığı artar.
Bu döngü her yıl sürer gider. Gökeşleğine olan açısal uzaklıktaki bu değişim, doğma-batma zamanlarını, gün süresi gibi kavramları belirler. Mevsimlerin de oluşmasına neden olur.
Bu bilgiler gökyüzü, gökküresi ile ilgili genel bilgiler. Siz dünya üzerinde herhangi bir yerde gözlem yapıyorsunuz. Göreceğiniz gökyüzü, diğer gözlem yerlerinden farklı olur. Bu nedenle bulunduğunuz yerin Coğrafya Enlemi çok önemli olmaktadır.
Önceden bilmemiz gereken bilgi 1 : Bulunduğunuz gözlem yerinin coğrafya enlemi (Örnek : İzmir için yaklaşık Enlem = 38 derece Kuzey)
Önceden bilmemiz gereken bilgi 2 : Bulunduğunuz gözlem yerinin coğrafya boylamı (Örnek : İzmir için yaklaşık Boylam = 38 derece Doğu, Zamanlar konusunda gerekli olacak bir bilgi.. )
(Gözlem yaptığınız ya da saati kullanmayı düşündüğünüz yerin coğrafya enlem ve boylam açı değerlerini Google Earth uygulamasından kolayca bulabilirsiniz.)
- Enlemi bilinen bir gözlem yerinde gözlem yapıyorsanız , Kutup Yıldızı ufuk düzleminizde (Çevren) Kuzey(K) noktasından enlem açısı kadar yüksektedir.
- Enlemini bilmiyorsanız, ufkunuzun kuzey yönünde Kutup yıldızını bulursunuz, kutup yıldızının ufuk düzleminizden olan yüksekliğini ölçerseniz, gözlem yaptığınız yerin enlem açısını bulmuş olursunuz.
Gözlem yaptığınız yerde, gökyüzünde Gök Eşleğini bulmak isterseniz : Bulunduğunuz noktada tam tepenizde gökyüzündeki nokta Tepe Noktası ya da Başucu Noktası olarak isimlendirilir. Bu noktadan itibaren Güney yönüne doğru bulunduğunuz yerin Enlem açısı kadar ilerleyin. Bulacağınız noktadan ve Coğrafya Yönleri olan BATI ve DOĞU noktalarından geçen çemberi gözünüzün önüne getirin. İşte o çember GÖK EŞLEĞİdir.
- Bütün gökcisimleri Günlük Görünür Hareketleri sırasında, dönme ekseni etrafındaki hareketleri Gök Eşleğine paralel Şekilde görüldüğü gibi, GÜNEŞ de değişik tarihlerde gün boyu eşleğe paralel yol izler. Bu paralel yolun Gök Eşleğine uzaklığı ise, bir önceki şekilde görüldüğü gibi yıl içinde değişik değerlerde olur.
- 20/21 Mart ve 22/23 Eylül günlerinde Güneş Ilım noktalarında yani Gök Eşleği üzerinde olacağı için, gün boyu Tam Doğu noktasından doğar, Gök Eşleği üzerinde yol alır ve Tam Batı noktasından batar.
Bu özellikler her yıl hemen hemen aynı değerlerde tekrarlanır. Çok uzun yıllar sonra açılarda çok küçük değişikler olur. Ancak bu tür uygulamalarda dikkate alınmaz.
Güneş, gökyüzünde hareket ederken, dönme ekseninin gölgesi de, Gök Eşleği düzleminin üzerinde merkeze göre simetrik olarak diğer tarafında aynı şekilde yer değiştirir. ( Örneğin ; 21 Mart Güneş Tam Doğu noktasından doğarken, eksenin gölgesi Tam Batı noktasına doğru uzanacaktır. Güneş tam öğle zamanı yani tam meridyende iken eksenin gölgesi Tam Kuzey yönünü gösterecektir.)
Bu nedenle, gök eşleği düzleminde dönme ekseninin gölgesi esas alınacaktır.
Gölgeler yaz aylarında gök eşleği düzleminin bir yüzünde oluşurken, kış aylarında da diğer yüzünde oluşacaktır.
Bu bilgileri önceden biliyorsak ya da şimdi öğrendiysek, artık Güneş Saatimizi yapmaya başlayabiliriz.
Gerekli Malzemeler :
- A4 boyutunda yüksek gramajlı kağıt ya da kalın karton..
- Mangalda ızgara şiş yaparken kullandığınız türden ince birçubuk
- Pergel, cetvel, açıölçer(iletki) ve bir hesap makinası(artık akıllı telefonlar bu işi de yapıyor..)
1.adım : Kağıdın iki tarafına da, kağıdı ikiye bölecek şekilde enine ve boyuna, kenarlara paralel, tam ortada kesişen çizgiler çizin.
2.adım : Boyuna çizilen çizgide kesim noktasından 8 cm uzakta bir nokta koyun. Bu nokta merkez olacak şekilde 6 cm yarıçapında bir çember çizin. Bu işlemi tam arka tarafına, kağıdın diğer yüzüne de yapın..
3.adım : Çemberin merkezinden geçen ve önceki doğruya dik olan bir çizgi çizin.. Bu çizgiler ile çemberin kesim noktalarını coğrafya yönleri olarak şekildeki gibi işaretleyin.
4.adım : Kağıdı orta çizgiden,yönleri işaretlenmiş çember dışta olacak şekilde katlayın. (Çemberin olduğu düzlem Gök Eşleği düzlemi olacaktır.)
5.adım : Çemberin ortasından ince çubuğu geçirin. Bu çubuk dünyamızın dönme eksenini gösterecektir. Kağıt düzlemine dik olmalıdır ve doğrultusu Kutup Yıldızını gösterecek şekilde yönlenebilmelidir.
6.adım : Kağıdın katlanan iki parçası arasındaki açı = 90 – ψ (90 derece ile bulunduğunuz yerin enlemi (ψ) arasındaki açısal fark kadardır.) olmalıdır.
Saatımızın kadranını hazırlayalım şimdi de.
Güneş gökyüzünde neredeyse, çubuğun gölgesi ise saat kadranında tam karşı yönünde oluşur. Güneş Güney yönümüzde tam öğlen çemberinizde ise yani tam öğlen zamanı ise gölgesi de tam Kuzey yönünde olacaktır. Öyle ise saat kadranında K noktasının olduğu yer tam öğle zamanını göstermelidir.
Bu aşamada biraz ek bilgi gerekir.
Ülkemizin Batısı 26 derece Doğu ve Doğusu 45 derece Doğu boylamlar (Meridyen) 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.
Kolumuzdaki saat gün ortasında 12:00 gösteriyorsa, anlamı ; bölge boylamının geçtiği gözlem yerlerinde, Güneş tam Güneyde ve öğlen çemberinden geçiyor demektir.
Güneş’imizin gökyüzündeki günlük görünür hareketinde, önce doğu illerinde doğar, sonra ilerleyen saatlerde batı bölgelerinde görülür. Bu hareket 1 saatte 15 derece boylam farkına ya da 4 dakikada 1 derecelik boylam farkına denk gelir.
Anlamı ; Güneş ülkemizin en doğusunda doğduktan yaklaşık 1 saat 16 dakika sonra en batısındaki noktada doğarken görünür. 45 derecelik Bölge Boylamımızda tam öğlen saati 12:00 de olur, ancak Güneş İzmir’in öğlen çemberine geldiğinde ise saat 13 ü geçmiştir.
Bu nedenle, Güneş Saatimizin kadranını işaretlerken bunu göz önünde tutarız. Bunun için bulunduğunuz yerin Coğrafya Boylamını da bilmemiz gerektiğini en başta yazmıştık.
Yapılacak işlem : Bulunduğunuz yerdeki boylam değerini öğrendiniz.
Örnek olarak Ankara da bir gözlem yeri için geçerli olacak şekilde 32 derece alalım. 45-32 = 13 derece Herbir açı derecesi 4 zaman dakikasına denk geldiğine göre 13 x 4 = 52 dakika eder. Öyleyse Güneş, Ankara’da saat 12:52 de öğlen çemberinden geçer demektir. Bu hesabı kendi bulunduğunuz yer için yapmak zorundasınız.
Güneş saatimizin Kuzey noktasında ; 45 derece doğu boylamında saat 12:00 ‘yi gösterirken, Ankara’da kullanılacak Güneş Saatinde ise 12:52 yi göstermelidir. Siz nerede kullanacaksanız ona göre belirlemek zorundasınız.
Ankara örneği ile devam edersek ; Saat kadranında Kuzey yönünden Batı yönüne doğru Ankara’nın bölge boylamına uzaklığı olan 13 derecelik açı çiziyoruz. Bu Ankara için saat 12:00 çizgisidir.diğer saatleri şekildeki gibi işaretlemeye davam..
Saat kadranının diğer kısımlarını ise kolayca çizebilirsiniz. Gün süresi 24 saat, saat kadranında, O merkez noktasından 12:00 dan başlayarak 15 derecelik açılar çizdiğinizde saatimiz hazır demektir artık.
Ancak, yukarıda belirtilen adımlardan 5 ve 6. adımları sağlamak zordur.
- Çubuk düzleme dik olacak,
- Katlanan ikiparça arasındaki açı ( 90 – ψ) kadar olacak.
Bunu sağlamak için pratik bir yol izlenir. Bu iki adım sağlandığında oluşan geometri aşağıdaki gibi olur.
Yandaki şekildeki OC uzunluğu, dönme eksenini temsil eden çubuğun kağıdın arkasına kaç cm geçmesi gerektiğini verir.
AC uzunluğu ise çubuğun cizgi üzerinde dayanacağı noktanın kıvrılan kenara uzaklığını verir.
Yapılacak işlem, C noktasının yerini belirleyip cubugün kaymamasını sağlayacak şekilde, birküçük delik ya da yapıştırıp sabitleyecek bir işlem yapılmalıdır.
Böylece, istenen sağlanmış olur. AO nun bulunduğu düzlem Gök Eşleğini temsil eder, AC nin bulunduğu düzlem sizin Ufuk Düzleminiz (ÇEVREN) olmaktadır. Çubuk ise o noktasında kağıda dik konumda olur.
Bu durumdaki Güneş Saatimizi coğrafya yönlerine uygun şekilde yatay bir düzleme yerleştirmemiz gerekir. Doğru şekilde yerleştirdiğimizde K,O ve G noktasından geçen çizgi Öğlen Çemberimizin izdüşümü olur. Çubuk, gökyüzünde Kutup Yıldızına doğru yönlenmiş durumdadır.
Saatimiz çalışmaya hazırdır artık. Çubuğun gölgesinden saati okuyabilirsiniz.. Güle güle kullanın..
Dikkatinizi çekmesi gereken önemli bir ayrıntı daha var. Bu Güneş saati, Güneşin sadece Gök Eşleğinin Kuzey tarafında olduğu 20/21 Martile 22/23 Eylül günleri arasında çalışır. Diğer 6 aylık sürede ne olacak ? Saat kadranını kağıdın diğer yüzüne de aynen çizerseniz, biraz saatleri okumak zorlaşacak ama yine de okuyabilirsiniz. Bunun da daha kullanışlı pratik yolu var. Bir başka yazıda ele alırız artık..
Bu Güneş saatini sadece bulunduğunuz yerde kullanabilirsiniz. Bir başka enlemde kullanabilmek için çubuğun iki kağıt arasındaki uzunluğu ile değme noktasını, bir başka boylamda kullanabilmek için saat kadranındaki dizilişi değiştirmek gerekir. Her yerde kullanabileceğimiz bir Güneş Saati nasıl yaparız ? Bunları da ayrı bir yazıda aktaralım.
Ama 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, bölge boylamında, tam 12:00 de öğle çemberinde-tam öğle zamanı olmaz. Gerçek Güneş, bazen erken, bazen de biraz geç geçer. Bu zaman farkının yıl içinde herhangibir 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.
Bu konuyu da ayrı bir yazıda ele alırız…
Ayrı bir yazı daha yazmak zorunlu oldu demektir. 🙂
Gökyüzünüz açık olsun….