一种日影变化教学演示器的制造方法
【专利摘要】本实用新型涉及一种日影变化教学演示器，包括底板、半球形透明罩、第一轨道线、第二轨道线、第三轨道线、支架、长度测量尺、第一固定块、第二固定块、木杆和光源，所述底板固定连接在所述半球形透明罩下端，在所述底板的中心位置设有向上延伸的所述木杆，在所述底板的前半圆的表面上均匀设有多个所述长度测量尺子，在所述底板的后半圆外圆弧的边缘处外接有所述支架。本实用新型提供的一种日影变化教学演示器，让学生在室内环境中通过自己的模拟实验，在短时间内达成以下目的：连续观察到一天之中“日影”的变化情况，发现其规律；观察一年四季不同日期中同一物体正午影长的变化情况，发现其规律；观察不同纬度地区，同一时间同一物体影长的区别。
【专利说明】一种日影变化教学演示器
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及教学器材领域，具体涉及一种日影变化教学演示器。
【背景技术】
[0002]科学学科日影变化的教学中，要让学生在短时间内就能直观地发现以下规律:
[0003]( I) 一天之中日影变化的规律；
[0004](2) 一年四季不同日期中同一物体正午影长的变化规律；
[0005](3)不同纬度地区，同一时间同一物体的影长的区别。
[0006]而目前还未有能满足教学需要的该类产品，与“日影”相关的器材有日晷、圭表等，但都要放在室外进行观察，并且要有阳光的照射，没阳光的时候无法看到影子；而且利用阳光来观察日影变化，必须等到特定的时间进行，不能随时在课堂上演示，不利于教学的实施。
实用新型内容
[0007]为解决上述问题，本实用新型所要解决的技术问题是提供一种日影变化教学演示器。
[0008]本本实用新型解决上述技术问题的技术方案如下:一种日影变化教学演示器，包括底板、半球形透明罩、第一轨道线、第二轨道线、第三轨道线、角度尺、支架、长度测量尺、第一固定块、第二固定块、木杆和光源，所述底板为圆形，所述底板固定连接在所述半球形透明罩下端，在所述底板的中心位置设有向上延伸的所述木杆，在所述底板的前半圆的表面上均匀设有多个所述长度测量尺子，所述长度测量尺的一端连接在所述木杆的底部上，所述长度测量尺的另外一端向所述底板的外圆弧方向延伸，在所述底板的后半圆外圆弧的边缘处外接有所述支架，所述角度尺通过转轴安装在所述支架上；
[0009]在所述半球形透明罩上设有所述第一轨道线、第二轨道线和第三轨道线，所述第一轨道线、第二轨道线和第三轨道线相互平行，并且所述第二轨道线处于所述第一轨道线和第三轨道线之间；
[0010]在所述底板相对于前、后半圆的两侧分别设有所述第一固定块和所述第二固定块，所述第一固定块和所述第二固定块上均设有第一伸缩弹簧扣、第二固定支架以及第三伸缩弹簧扣，所述第一轨道线的两端分别都穿过所述第一固定块和所述第二固定块靠近所述底板前半圆的边缘的通孔后连接所述第一伸缩弹簧扣，所述第二轨道线的两端分别通过所述第二固定支架安装在所述第一固定块和所述第二固定块上的中间边缘位置，所述第三轨道线的两端分别都穿过所述第一固定块和所述第二固定块靠近所述底板后半圆的边缘的通孔后连接所述第三伸缩弹簧扣；
[0011]所述光源沿着所述第一轨道线、第二轨道线或第三轨道线运动。
[0012]进一步，所述第一轨道线通过多个第一透明吸盘吸附在所述半球形透明罩的表面上。[0013]进一步，所述第二轨道线通过多个第二透明吸盘吸附在所述半球形透明罩的表面上。
[0014]进一步，所述第三轨道线通过多个第三透明吸盘吸附在所述半球形透明罩的表面上。
[0015]进一步，所述第一固定块和所述第二固定块为与所述底板同心的圆弧状，并且所述第一固定块和所述第二固定块与所述底板一体成型。
[0016]本实用新型的有益效果是:本实用新型提供的一种日影变化教学演示器，可以不受天气条件的限制，让学生在室内环境中通过自己的模拟实验，在短时间内达成以下目的:
[0017](I)连续观察到一天之中“日影”的变化情况，发现其规律；
[0018](2)观察一年四季不同日期中同一物体正午影长的变化情况，发现其规律；
[0019](3)观察不同纬度地区，同一时间同一物体影长的区别。
【专利附图】
【附图说明】
[0020]图1为本实用新型俯视结构示意图；
[0021]图2为图1的A视结构示意图；
[0022]图3为图1的B视结构示意图；
[0023]图4为太阳在冬至日、夏至日和春秋分的运动轨迹示意图。
[0024]附图中，各标号所代表的部件列表如下:
[0025]1、底板，2、半球形透明罩，3、第一轨道线，4、第二轨道线，5、第三轨道线，6、角度尺，7、支架，8、转轴，9、长度尺，10、第二真空吸盘，11、第一弹簧扣，12、第一真空吸盘，13、第二固定支架，14、第三弹簧扣，15、第三真空吸盘，16、第一固定块，17、第二固定块，18、木杆，19、太阳在夏至日的运动轨迹，20、太阳在春秋分的运动轨迹，21、太阳在冬至日的运动轨迹，22、收尺轮，23、光源，24、天顶。
【具体实施方式】
[0026]以下结合附图对本实用新型的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本实用新型，并非用于限定本实用新型的范围。
[0027]如图1、2和3所示，包括底板1、半球形透明罩2、第一轨道线3、第二轨道线4、第三轨道线5、角度尺6、支架7、长度测量尺9、第一固定块16、第二固定块17、木杆18和光源23，所述底板I为圆形，所述底板I固定连接在所述半球形透明罩2下端。在所述底板I上设有文字信息。文字内容包括在底板I的东、南、西、北四个方位分别标有“东南西北”的字样，能让演示者掌握各个方向的定位，更加方便演示的进行。在底板I靠标“南”的半圆上附有关于日影变化的地理“知识卡”及我国省会城市及直辖市的纬度，通过查询各个省会城市及直辖市的纬度计算确定轨道线的位置。半球形透明罩2模拟天球，为系亚克力材料制作，透光度好，便于产生影子及观察影子的变化。
[0028]在所述底板I的后半圆外圆弧的边缘处外接有所述支架7，所述角度尺6通过转轴8安装在所述支架7上，在所述角度尺6两侧的所述转轴7上都装有收尺轮22。通过角度尺6测量出角度，从而确定轨道线的位置。具体为:将角度尺6上的“90”刻度线对准半球形透明罩2的顶点，即天顶24，同时将角度尺6上的“O”刻度线与底板I的表面相平。在所述角度尺6两侧的所述转轴7上都装有收尺轮22，测量完毕后，通过两根手指同时转动收尺轮22将角度尺6收起到转轴8上。
[0029]在所述半球形透明罩2上设有所述第一轨道线3、第二轨道线4和第三轨道线5，所述第一轨道线3、第二轨道线4和第三轨道线5相互平行，并且所述第二轨道线4处于所述第一轨道线3和第三轨道线5之间。三条轨道线的具体位置视当地的纬度而定。
[0030]如图4所示，通过手持光源23沿着第一轨道线3、第二轨道线4和第三轨道线5运动分别模拟太阳在冬至日、春秋分和夏至日这四个代表性日期的运动。在所述底板I的中心位置设有向上延伸的所述木杆18，光源23在沿着轨道线运动的时候，木杆18在光源23的照射下在底板I上形成影子，木杆18的影子随着光源23的运动而变化。在所述底板I的前半圆的表面上均匀设有多个所述长度测量尺子9，所述长度测量尺9的一端连接在所述木杆18的底部上，所述长度测量尺9的另外一端向所述底板I的外圆弧方向延伸。通过长度测量尺子9测量出木杆18的影长并且记录数据，根据记录的数据绘制影长变化的条形统计图，有助于学生加深理解并掌握日影变化规律。
[0031]在所述底板I相对于前、后半圆的两侧分别设有所述第一固定块16和所述第二固定块17，在所述第一固定块16和所述第二固定块17相应处都标有“冬至日”、“夏至日”、“春秋分”字样。所述第一固定块16和所述第二固定块17为与底板I同心的圆弧状，并且所述第一固定块16和所述第二固定块17与所述底板I 一体成型。两个固定块的作用有:一是通过固定块将三条轨道线固定；二是直观地显示了太阳一年四季在天球上的运行区域；三是，通过手握固定块可搬动演示器。
[0032]在所述底板I相对于前、后半圆的两侧分别设有所述第一固定块16和所述第二固定块17，所述第一固定块16和所述第二固定块17上均设有第一伸缩弹簧扣11、第二固定支架13以及第三伸缩弹簧扣14，所述第一轨道线3的两端分别都穿过所述第一固定块16和所述第二固定块17靠近所述底板I前半圆的边缘的通孔后连接所述第一伸缩弹簧扣11，所述第二轨道线4的两端分别通过所述第二固定支架13安装在所述第一固定块16和所述第二固定块上17的中间边缘位置，所述第三轨道线5的两端分别都穿过所述第一固定块16和所述第二固定块17靠近所述底板I后半圆的边缘的通孔后连接所述第三伸缩弹簧扣14。通过第一伸缩弹簧扣11、第三伸缩弹簧扣14分别伸缩第一轨道线3、第三轨道线14的长度，以适应轨道线处于半透明球形透明罩2的不同位置。
[0033]所述第一轨道线3通过多个第一透明吸盘12吸附在所述半球形透明罩2的表面上。所述第二轨道线4通过多个第二透明吸盘10吸附在所述半球形透明罩2的表面上。所述第三轨道线5通过多个第三透明吸盘15吸附在所述半球形透明罩2的表面上。轨道线通过伸缩弹簧扣调节好长度后，进一步通过真空吸盘使得各条轨道线吸附紧贴在半球形透明球体2的表面上。
[0034]下面以广州为例描述一个具体的操作过程:
[0035]1.查找当地的纬度，计算春秋分轨道与地平面的交角并确定轨道位置。
[0036]通过底板I上我国省会城市及直辖市的纬度表查得广州的纬度约为23°，90° -23° =67°，则春秋分轨道平面与地平圈的交角为67°。拉出角度尺6，将角度尺6上“90”刻度线对准半透明球体2的天顶24，将角度尺6上的“O”刻度线与底板I相平，找到与角度尺6所示的67°相对应的半球形透明罩2上的位置并标记，将第二轨道线4置于标记处，并用轨道线上的第二透明吸盘10固定住。
[0037]2.确定了第二轨道线4之后，将半球形透明罩2上的第一轨道线3和第三轨道线5调至与第二轨道线4平行，并用相应的吸盘固定住即可。若要调节线绳的长短，可以松开弹簧扣来伸缩线绳。
[0038]3.观察春分或秋分这一天阳光下影子的变化规律。
[0039]手持光源23，沿着第二轨道线4自东向西缓慢移动，同伴观察木杆18影子的方位，并且观察影子长短的变化，同时，可重点观察长度尺9处影长的数据，绘制影长变化的条形统计图。
[0040]4.同样手持光源23分别沿着第一、三轨道线运动，观察夏至、冬至这两天影子的变化情况，并比较沿这三条不同的轨道运行时，正午的影长数据有何区别。
[0041]5.另选一个纬度不同的地区，按照上述操作观察影子变化规律，比较两处不同地区的影子在同一时间有何不同。
[0042]以上所述仅为本实用新型的较佳实施例，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
【权利要求】
1.一种日影变化教学演示器，其特征在于:包括底板(I)、半球形透明罩(2)、第一轨道线(3)、第二轨道线(4)、第三轨道线(5)、角度尺(6)、支架(7)、长度测量尺(9)、第一固定块(16)、第二固定块(17)、木杆(18)和光源(23)，所述底板(I)为圆形，所述底板(I)固定连接在所述半球形透明罩(2)下端，在所述底板(I)的中心位置设有向上延伸的所述木杆(18)，在所述底板(I)的前半圆的表面上均匀设有多个所述长度测量尺子(9)，所述长度测量尺(9)的一端连接在所述木杆(18)的底部上，所述长度测量尺(9)的另外一端向所述底板(I)的外圆弧方向延伸，在所述底板(I)的后半圆外圆弧的边缘处外接有所述支架(7)，所述角度尺(6 )通过转轴(8 )安装在所述支架(7 )上； 在所述半球形透明罩(2)上设有所述第一轨道线(3)、第二轨道线(4)和第三轨道线(5)，所述第一轨道线(3)、第二轨道线(4)和第三轨道线(5)相互平行，并且所述第二轨道线(4)处于所述第一轨道线(3)和第三轨道线(5)之间； 在所述底板(I)相对于前、后半圆的两侧分别设有所述第一固定块(16)和所述第二固定块(17)，所述第一固定块(16)和所述第二固定块(17)上均设有第一伸缩弹簧扣(11)、第二固定支架(13)以及第三伸缩弹簧扣(14)，所述第一轨道线(3)的两端分别都穿过所述第一固定块(16)和所述第二固定块(17)靠近所述底板(I)前半圆的边缘的通孔后连接所述第一伸缩弹簧扣(11 )，所述第二轨道线(4)的两端分别通过所述第二固定支架(13)安装在所述第一固定块(16)和所述第二固定块上(17)的中间边缘位置，所述第三轨道线(5)的两端分别都穿过所述第一固定块(16)和所述第二固定块(17)靠近所述底板(I)后半圆的边缘的通孔后连接所述第三伸缩弹簧扣(14)； 所述光源(23)沿着所述第一轨道线(3)、第二轨道线(4)或第三轨道线(5)运动。
2.根据权利要求1所述的一种日影变化教学演示器，其特征在于:在所述角度尺(6)两侧的所述转轴(7)上都装有收尺轮(22)。
3.根据权利要求1所述的一种日影变化教学演示器，其特征在于:所述第一轨道线(3)通过多个第一透明吸盘(12)吸附在所述半球形透明罩(2)的表面上。
4.根据权利要求1所述的一种日影变化教学演示器，其特征在于:所述第二轨道线(4)通过多个第二透明吸盘(10)吸附在所述半球形透明罩(2)的表面上。
5.根据权利要求1所述的一种日影变化教学演示器，其特征在于:所述第三轨道线(5)通过多个第三透明吸盘(15)吸附在所述半球形透明罩(2)的表面上。
6.根据权利要求1至5任一所述的一种日影变化教学演示器，其特征在于:所述第一固定块(16)和所述第二固定块(17)为与所述底板(I)同心的圆弧状，并且所述第一固定块(16)和所述第二固定块(17)与所述底板(I) 一体成型。
【文档编号】G09B27/00GK203759985SQ201420185892
【公开日】2014年8月6日 申请日期:2014年4月16日 优先权日:2014年4月16日
【发明者】潘翠君 申请人:潘翠君