Mevsimler nasıl oluşur? Dünya'nın eksen eğikliği deneyi adım adım

Mevsimler, Dünya'nın dönme ekseninin Güneş çevresindeki yörüngesine göre eğik olması yüzünden oluşur; Dünya'nın Güneş'e daha yakın ya da uzak olması yüzünden değil. NASA'nın açıklamasına göre eksen eğikliği, yıl boyunca Dünya'nın farklı bölgelerinin Güneş'ten en dik ışınları almasına yol açar. Bu etkinlikte bir lamba, bir top ya da küre ve bir kalemle bunu kendi gözünüzle görecek ve ölçeceksiniz. Etkinlik ilkokul 4. sınıftan ortaokula kadar uygundur.

Önce yaygın yanlış: Güneş'e yakınlık

Birçok kişi yazın Dünya'nın Güneş'e daha yakın olduğunu sanır. NASA Space Place sayfasına göre Dünya, Güneş'e en yakın noktasından (günberi) Ocak'ta yaklaşık 91,4 milyon mil (yaklaşık 147 milyon km), en uzak noktasından (günöte) Temmuz'da yaklaşık 94,5 milyon mil (yaklaşık 152 milyon km) uzaklıktadır. Kuzey Yarımküre'de yaz Temmuz'a denk geldiği halde Dünya o sırada Güneş'ten en uzaktadır. Yani mevsimleri uzaklık belirlemez.

Gerekli malzemeler

• Bir küre (dünya modeli), ya da sert bir top veya portakal
• Küreyi tutmak için bir kalem veya şiş; portakal kullanıyorsanız ucu körleştirilmiş bir çubuk
• Güneş yerine bir masa lambası ya da güçlü bir el feneri (LED ışık tercih edin)
• Açıölçer (iletki), bant, kâğıt ve kalem
• Küçük etiketler: Kuzey Kutbu, Türkiye, Güney Kutbu
• Işıksız, yarı karanlık bir oda ve masa

Adım adım yapılış

1. Lambayı masanın ortasına koyun; bu sizin Güneş'inizdir. Odayı yarı karanlık yapın.
2. Küreyi ya da portakalı kalemle ya da şişle delin; bu kalem Dünya'nın dönme eksenidir. İletki ile ekseni yaklaşık 23,5 derece eğin. NASA'ya göre Dünya'nın eksen eğikliği bu değerdedir.
3. Türkiye'nin yerine bir etiket yapıştırın.
4. Lambanın çevresinde dört durak belirleyin ve masaya numara yazın. Küreyi bu duraklara götürürken eksenin eğim yönünü değiştirmeyin; kalemin ucu hep odanın aynı köşesini göstersin. Bu, işin en önemli kısmıdır.
5. Birinci durakta eksenin üst ucu lambaya doğru eğik olsun. Kuzey Yarımküre'ye düşen ışığın daha dik geldiğini görün; Türkiye etiketine bakın: ışık ne kadar yüksekten geliyor, gündüz ne kadar sürüyor?
6. Küreyi masanın karşı tarafına, aynı eğim yönüyle götürün. Şimdi eksenin üst ucu lambadan uzağa bakacak. Türkiye'nin aldığı ışık nasıl değişti?
7. Aradaki iki durağı da deneyin; bu konumlarda eksen ne lambaya doğru ne de lambadan uzağa eğiktir ve gece ile gündüz yaklaşık eşit olur.
8. Her durakta Türkiye etiketinin kaç saat ışıkta kaldığını, küreyi yavaşça kendi ekseni etrafında çevirerek tahmin edin ve çizelgeye yazın.

İkinci deney: Işık neden dik gelince daha etkili?

Bir el fenerini duvara dik tutun ve ışığın çizdiği daireyi işaretleyin. Fenerin açısını yatıklaştırın; ışık daha geniş, daha silik bir alana yayılır. Aynı enerji daha büyük alana dağıldığı için her noktaya düşen ışık azalır. Yaz aylarında Güneş ışınları bölgemize daha dik geldiği için aynı alan daha çok ısınır; kışın eğik geldiği için ısınma azalır. Gündüzlerin uzun ya da kısa olması da yaz ile kış farkına katkı yapar.

Bilimsel açıklama

Dünya Güneş çevresinde dönerken eksen eğikliğini ve yönünü korur. NASA'nın anlatımıyla yaklaşık Haziran'da Kuzey Kutbu Güneş'e doğru eğiktir ve Kuzey Yarımküre yazı yaşar; yaklaşık Aralık'ta Güney Kutbu Güneş'e doğru eğiktir ve Kuzey Yarımküre kışa girer. Güney Yarımküre'de ise mevsimler tersidir: Aralık'ta orada yaz yaşanır. Bu yüzden Avustralya'da Noel yazın kutlanır.

Yazının başındaki fotoğraf, NASA'nın EPIC kamerasının iki gündönümü ve iki ekinokstan aldığı dört Dünya görüntüsünü gösterir. Eksen eğikliği nedeniyle aynı kıtalar yıl boyunca farklı konumlarda görünür. Güneş'in gökyüzündeki konumunun yıl boyunca nasıl kaydığını merak edenler analemma yazımıza göz atabilir.

Güvenlik notu

Halojen ya da akkor ampul çok ısınır; mümkünse LED lamba kullanın ve elinizi ampule dokundurmayın. Şiş ve kalemin ucunu yetişkin gözetiminde açın, uçlarını körleştirin. Güneş'e doğrudan bakmayın; etkinlik yalnızca lambayla yapılır.

Çocuklara sorulacak sorular

• Eksen eğik olmasaydı mevsimler olur muydu?
• Haziran'da Türkiye'de yaz yaşanırken Güney Yarımküre'de neden kış olur?
• Kutuplarda neden aylarca süren gündüz ve gece vardır?
• Ocak'ta Güneş'e en yakın olduğumuz halde neden soğuk?
• Kürenin eğimini artırırsak mevsim farkı nasıl değişir?

Aynı lamba ve top düzeniyle Güneş ve Ay tutulması deneyini de yapabilir, günün saatini gölgeyle ölçmek için kartondan Güneş saati hazırlayabilirsiniz.