专利名称：地球运行仪上的正午太阳高度演示装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种在地球运行仪上演示正午太阳高度的装置。
在地球运行仪中，晨昏圈、旋臂、阳光支架、直射光线固定连接成A系统，黄轴、23.5°弧、地轴固定连接成B系统，在演示地球公转时，A系统和B系统的相对位置有规律的变化，因而能够演示太阳直射点的南北回归移动和昼夜长短的纬度分布、季节变化。例如《九年义务教育三年制初中地理第一册教师教学用书》196—198页介绍的地球运行仪。有的地球运行仪，有固定的太阳高度尺，例如《地理教学》1986年第1期封三所介绍的电动地球运行仪。由于地球运行仪的上述结构，所以难以演示正午太阳高度的纬度分布、季节变化。
本实用新型的目的是提供一种在地球运行仪上演示正午太阳高度的装置，它能直观形象地演示正午太阳高度的纬度分布、季节变化。
本实用新型的技术方案是设置以地轴为转轴的子午圈；设置同步机构使直射光在午圈上南北滑动，同步机构是直射光线近地端钩住午圈的同步钩(或者是午圈上23.5N——23.5°S之间被直射光线近地端插入的同步狭缝)；设置以直射光线为转轴的太阳高度尺。确定的节气或地球在公转轨道上确定的位置对应着子午圈确定的位置，使太阳高度尺旋转并对正午圈，就可以演示正午太阳高度的纬度分布；演示并记录同一纬度不同节气的正午太阳高度值，加以比较，就可以说明正午太阳高度的季节变化。
本实用新型只需要在地轴上设置子午圈、在直射光线近地端设置同步钩(或者在午圈上设置同步狭缝)、在直射光线上设置以直射光线为转轴的太阳高度尺。所以结构特别简单，并且正午太阳高度的演示非常直观形象；还有直射光线在午圈上23.5°N—23.5°S之间有时向北、有时向南的季节移动特别显著，因而太阳直射点的南北回归运动规律更易于观察。另外，子圈、午圈表示的地方时刻为0点、12点，太阳高度尺还可以演示太阳高度的日变化。
以下结合附图
和实施例对本实用新型作进一步的详细说明附图是根据本实用新型提出的地球运行仪上的正午太阳高度演示装置的结构示意图。
该装置包括由晨昏圈(1)、旋臂(2)、阳光支架(3)、直射光线(4)固定连成的A系统，和由地轴(5)、23.5°弧(6)、黄轴(7)、固定连成的B系统。地轴与黄轴的夹角是23.5°。地轴(5)上有地球仪(8)。
该装置还包括子午圈(9)，和同步机构即直射光线(4)近地端的同步钩(10)(附图没采用在午圈(9)上设置同步狭缝的方案)，以及以直射光线(4)为转轴的太阳高度尺(11)。太阳高度尺(11)是一个有拱形缺口的矩形铝片，铝片中轴是直射光线(4)高度为90°，从直射光线(4)往两边各有90条由疏而密平行排列的太阳光线，相邻的太阳光线高度相差1°。
晨昏圈(1)半径＞子午圈(9)半径＞地球仪(8)半径。
附图演示的是北半球夏至日，地球仪(8)在公转轨道上的位置以及夏至光照，太阳直射点在北回归线上。
地球公转的演示地球仪(8)、A系统、B系统绕公转轴(12)逆时针旋转360°，于此同时B系统自身还顺时针旋转——旋转角度也是360°。地球公转一周为一年。
夏至日到冬至日，直射光线(4)在午圈(9)上向南移动——从23.5°N到23.5°S。
冬至日到第二年夏至日，直射光线(4)在午圈(9)上向北移动——从23.5°S到23.5°N。
用太阳高度尺(11)对正午圈(9)的方法依次观察春分日、夏至日、秋分日、冬至日(这里是指北半球节气日)正午太阳高度的纬度分布，并记录30°N的正午太阳高度值。
观察结果如下春分日，赤道正午太阳高度为90°，正午太阳高度从赤道往南北两侧逐渐降低。30°N正午太阳高度为60°。
夏至日，北回归线正午太阳高度为90°，正午太阳高度从北回归线向南北两侧逐渐降低。30°N正午太阳高度为83.5°。
秋分日，赤道正午太阳高度为90°，正午太阳高度从赤道向南北两侧逐渐降低。30°N正午太阳高度为60°。
冬至日，南回归线正午太阳高度为90°，正午太阳高度从南回归线向南北两侧逐渐降低。30°N正午太阳高度为36.5°。
比较30°N春分日、夏至日、秋分日、冬至日(这里是指北半球节气日)的正午太阳高度，可以看出夏至日正午太阳高度值最大，冬至日正午太阳高度值最小，春分日(秋分日)正午太阳高度值取一年的平均值——等于当地的余纬。这就是北回归线及北回归线以北地区正午太阳高度的季节变化规律。
权利要求1.本实用新型是一种在地球运行仪上演示正午太阳高度的装置，该装置包括由晨昏圈(1)、旋臂(2)、阳光支架(3)、直射光线(4)固定连接成的A系统，和由地轴(5)、23.5°弧(6)、黄轴(7)固定连接成的B系统，其特征在于在地轴(5)上设置了子午圈(9)，在直射光线(4)上，或在午圈(9)上设置了同步机构，在直射光线(4)上设置了以直射光线(4)为转轴的太阳高度尺(11)。
2.根据权利要求1所规定的装置，其特征在于在直射光线(4)近地端设置了钩住午圈(9)的同步钩(10)，同步钩(10)能在午圈(9)上南北滑动。
3.根据权利要求1所规定的装置，其特征在于午圈(9)上23.5°N——23.5°S之间设置了被直射光线(4)近地端穿过的同步狭缝，直射光线(4)能在同步狭缝内南北滑动。
4.根据权利要求1所规定的装置，其特征在于太阳高度尺(11)是有拱形缺口的矩形铝片，太阳高度尺(11)中轴即直射光线(4)高度为90°，直射光线(4)往两边各有90条由疏而密平行排列的太阳光线，相邻的两条太阳光线高度相差1°。
专利摘要本实用新型是一种在地球运行仪上演示正午太阳高度的装置。该装置包括由晨昏圈(1)、旋臂(2)、阳光支架(3)、直射光线(4)固定连接成的A系统和由地轴(5)、23.5°弧(6)、黄轴(7)固定连接成的B系统。该装置在地轴(5)上设置了子午圈(9)，在直射光线(4)上设置了同步钩(或者在午圈(9)上设置了同步狭缝)，在直射光线(4)上设置了可旋转的太阳高度尺(11)，以上设置不影响地球运行仪原有的A系统、B系统的旋转规律。所以该装置可演示正午太阳高度的纬度分布、季节变化。
文档编号G06F3/02GK2227862SQ9523305
公开日1996年5月22日 申请日期1995年1月16日 优先权日1995年1月16日
发明者刘玉华 申请人:刘玉华