专利名称：模拟太阳位置变化的地球仪的制作方法
技术领域：
本发明涉及教学演示实验装置，具体涉及一种模拟太阳位置变化的地球仪。
背景技术：
地球在围绕太阳旋转的同时也在自转，这引起了每天太阳的升落与大自然四季的交替。在一年中每天与每一时刻太阳在各地所处的位置都是不同的，而其中的规律，如果从太阳轨迹的观察和数学理论的计算或各地日晷表圭的具体测量再换算与统一并不是一件容易的事。再者，对于处于学习阶段的学生或是对天文知识不甚了解的普通爱好者来说，这些繁琐、复杂的实测只会使他们的疑惑增多，因而达不到预期的效果。
发明内容
本发明的目的在于提供一种模拟太阳位置变化的地球仪。它是一种利用实测数据来演示各地各时太阳位置变化规律的教学模型，这样的模拟不仅能很好地答疑，还能更直观、更明了地加深学生对其实质的理解。
本发明提供的模拟太阳位置变化的地球仪的结构主要可分为三部分其一是一个大型的地球仪用以模仿地球；其二是地球仪上的一组多功能量角器，所述的多功能量角器也由三部分构成竖直的纵向量角器和横向量角器用来了解太阳的对地方位，水平量角器用来了解太阳的对地高度；其三是一个可以产生平行光的光源发生器。
本发明具有如下的优点首先，如果只把量角器固定在某一点上，那么通过模拟地球的自转、公转可以绘制出此地一年365天太阳的位置变化图，从而经过计算、统筹归纳出其规律。
再者，模拟的范畴不仅仅限制在某一地点，而是通过内置磁铁和可升降支架使它适用于地球上包括赤道、极地在内的各个地方，因而使地球绕太阳运行的轨迹一览无遗，甚至极圈内一个时期的极昼现象都可在这套模型上有所反映。
此外，应用方便、清晰直观、范围广阔、功能强大等也都是本发明的独到之处。
正如本发明的宗旨一样，本发明是普及天文知识，教授地球绕日运行情况的极好的演示工具。对于一般学生而言，教师可以在课堂上用它来实现各种现象以加强学生对课本知识或延伸至课外所学的印象和掌握，是一套不可多得的教学用具；对于普通参观者而言，科技馆、天文台等处的讲解人员可用它模拟各种天象，让观众更直接更清楚地了解因地球公、自转引起的太阳位置变化的规律，是一套独一无二的实验模型。
下面，结合附图和实施例详细说明依据本发明提出的具体装置的细节及工作情况。
图1为本发明的实施例结构示意图。
图2为本发明提供的多功能量角器俯视图。
图3为本发明提供的水平量角器示意图。
图4为本发明提供的纵向量角器示意图。
图5为本发明的另一种实施例结构示意图。
具体实施例方式
如附图1-5所示，本发明实施例提供的模拟太阳位置变化的地球仪主要包括三个部分一个大型的地球仪1，用以模仿地球；固定在上述地球仪1上的一组多功能量角器2，可使用在地球仪1上、下磁铁11将该多功能量角器2固定在上述地球仪1的任何位置上；一位于上述地球仪1一侧1米左右的平行光源发生器3。
本发明所述的多功能量角器2由三部分构成一位于下方的水平量角器4，用来了解太阳的对地高度；一位于所述水平量角器4上方与其相连的竖直的半圆形纵向量角器5，用来了解太阳的对地方位；一位于所述水平量角器4上方，与所述的纵向量角器5交叉相连的竖直的半圆形横向量角器6，用来了解太阳的对地方位。
本发明所述的平行光源发生器3是一个可以产生平行光的激光电筒7，安装在一能升降的水平尺支架8上，所述的支架8上安装有三个水平泡管9，可随时检验水平尺支架8是否水平放置。
如附图5所示，本发明实施例提供了模拟太阳位置变化的地球仪的另一结构示意图。
本发明主要包括四个部分一个大型的地球仪1，用以模仿地球；水平放置的透明圆柱形大桶12，其内径尺寸与地球仪1外径相等，一侧用一突出的支架可使地球仪1的一半伸入所述的透明大桶12中；一位于上述地球仪1一侧的平行光源发生器3，其为一块多孔圆板10，圆板外径与透明大桶12内径相等，安放在水平放置的透明圆柱形大桶12的另一侧，在它上面均匀地开许多小孔，使相同数目的激光电筒7恰好置于小孔内，可以保证电筒7发出的激光束水平照射到地球仪1的任一半个球面上；固定在上述地球仪1上的一组多功能量角器2，可使用在地球仪1内、外磁铁11将该多功能量角器2固定在上述地球仪1的任何位置上；这样，当一束水平激光照亮半个地球仪1后，可用多功能量角器2上的红色光点显示出光束相对该处的高度角和方位角。
本发明实施例提供的模拟太阳位置变化的地球仪最大的新颖之处在于光源同时照射在地球仪的任一半球上，其好处是让使用者了解同一时刻被太阳照射到的“半个地球”上各地区不同的太阳方位，从而可以分析、比较出其中的一系列规律。此外，很多其他学科都有内容与此相关。比如，早在古代一些科学家就曾在两个城市分别找一口井，并插入一根长竹竿算出阳光与竹竿之间的夹角而推的两个城市间的距离。且不说这种方法会产生的误差，单是看就会觉得这极为不便，况且如果两地相距甚远，恐怕更是难上加难。很明显，如果使用本发明装置，那么无论两地距离如何，也不再需要井中竖竿，都能方便、快捷地直接从多功能量角器上读出想要的数据。以上只是一个例子，其它学科其它领域还有很多类似的题目或需求要了解太阳光角度的变化数据，因而说，本发明不仅可以普及天文知识，更能让学生了解地理、数学立体几何、物理行星运动及有关三角计算等科目的内容，作用多多、功能强大。而且，它可爱的外形、多彩的“身体”、不同的规格型号，小则精巧玲珑、大则舒适清晰，可以让学生在“玩”中学习，在实践中探索，激发他们对学习的热情和积极性，让他们在培养兴趣的过程中学得主动，学得轻松，学得透彻，学得有成效。
本发明实施例主要用于学生在家、实验室或课堂上的实验分析，了解地球上某一区域乃至任一受光照半球上所有地方在各季节、各时期太阳角度的变化。其使用方便，读数直接，模拟真切，演示形象，可以让学生深刻理解地球绕日运动的规律与太阳照射后各地区光角度变化的联系和不同，又能自然延伸到其他学科，帮助学生巩固和了解更多更广的知识，是一套非常优秀的学具。
权利要求
1.一种模拟太阳位置变化的地球仪，其特征在于所述的模拟太阳位置变化的地球仪主要包括三个部分一个大型的地球仪(1)，用以模仿地球；固定在上述地球仪(1)上的一组多功能量角器(2)；一位于上述地球仪(1)一侧的平行光源发生器(3)。
2.根据权利要求1所述的一种模拟太阳位置变化的地球仪，其特征在于所述的多功能量角器(2)由三部分构成一位于下方的水平量角器(4)；一位于所述水平量角器(4)上方与其相连的竖直的半圆形纵向量角器(5)；一位于所述水平量角器(4)上方与所述的纵向量角器(5)交叉相连的竖直的半圆形横向量角器(6)。
3.根据权利要求1所述的一种模拟太阳位置变化的地球仪，其特征在于可使用在地球仪(1)内、外磁铁(11)将该多功能量角器(2)固定在上述地球仪(1)的任何位置上。
4.根据权利要求1所述的一种模拟太阳位置变化的地球仪，其特征在于所述的模拟太阳位置变化的地球仪有以下三个部分组成一个大型的地球仪(1)，用以模仿地球；用内、外磁铁(11)固定在上述地球仪(1)任何位置上的一组多功能量角器(2)；一位于上述地球仪(1)一侧的平行光源发生器(3)，所述的平行光源发生器(3)是一个平行放置的激光电筒(7)，安装在一能升降的水平尺支架(8)上，所述的支架(8)上安装有水平泡管(9)。
5.根据权利要求1所述的一种模拟太阳位置变化的地球仪，其特征在于所述的模拟太阳位置变化的地球仪有以下四个部分组成一个大型的地球仪(1)，用以模仿地球；水平放置的透明圆柱形大桶(12)，其内径尺寸与地球仪(1)外径相等，一侧用一突出的支架可使地球仪(1)的一半伸入所述的透明大桶(12)中；位于上述地球仪(1)一侧的平行光源发生器(3)，其为一块多孔圆板(10)，圆板外径与透明大桶(12)内径相等，安放在水平放置的透明圆柱形大桶(12)的另一侧，在它上面均匀地开许多小孔，使相同数目的激光电筒恰好置于小孔内，可以保证电筒发出的激光束水平照射到地球仪(1)的任一半个球面上；固定在上述地球仪(1)上的一组多功能量角器(2)，可使用在地球仪(1)内、外磁铁(11)将该多功能量角器(2)固定在上述地球仪(1)的任何位置上。
全文摘要
本发明涉及一种模拟太阳位置变化的地球仪，地球在围绕太阳旋转的同时也在自转，这引起了每天太阳的升落与大自然四季的交替。为此，本发明提供了一种模拟太阳位置变化的地球仪，其主要包括三个部分一个大型的地球仪(1)，用以模仿地球；固定在上述地球仪(1)上的一组多功能量角器(2)；一位于上述地球仪(1)一侧的平行光源发生器(3)。本发明使用方便，读数直接，模拟真切，演示形象，可以让学生深刻理解地球绕日运动的规律与太阳照射后各地区光角度变化的联系和不同，又能自然延伸到其他学科，帮助学生巩固和了解更多更广的知识，是一套非常优秀的学具。
文档编号G09B27/06GK1734524SQ20041005338
公开日2006年2月15日 申请日期2004年8月3日 优先权日2004年8月3日
发明者黄曾新, 庾顺禧 申请人:上海市向明中学