[实用新型]太阳高度与方位演示仪

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种教具，尤其是涉及一种太阳高度与方位演示仪。

背景技术

目前，中学课本中介绍了用垂直立杆测影计算法来测量太阳高度的方法，该方法需要测量立杆及其影子的长度，并且要通过三角函数计算才能得出结果，十分不便。而且当太阳高度很低时，立杆的影长太长，影象模糊，根本无法判断和测量立杆影子的长度。

太阳的高度和方位，决定了太阳对地球表面的辐射，也决定了地球五带的划分、四季的形成、气候的变化，是一个十分重要的基本概念。高度和方位是三维的，并随时间、地点时刻变化着。准确地说，地球上任何地点、任何时刻，太阳高度与方位都是不一样的，而且随时间变化，所以很难用语言或文字简单地表述出来。中学课本中配以几张二维图来说明(如正午太阳高度角及其变化)，也难以表达太阳高度和方位的全部内容。最好能借助简单的教学仪器或教具来表现其空间关系和变化过程，直观形象地帮助学生理解其概念。

经典的三球仪，就是一个较好的演示仪器，它是以太阳为参照系来展示日、地、月三体之间的运动、变化和空间关系，但是，由于必须演示地球的公转，三球仪本身的大小就受到空间的限制，地球仪不可能做得很大，难以设置标志标，模拟太阳光线暗淡，难以形象地表达太阳高度和方位。

最近北京小学设计用以演示“四季形成”的一套设备，其中包括4个模拟太阳在二分二至点的聚光灯及支架，4个放置在二分二至点的大地球仪及支架，还有其它附设设备，用来演示不同季节的太阳高度，较为清楚，但其设备复杂、庞大，所需演示场所较大，十分不便，而且难以表达地球公转的周年运动中不同地点太阳高度变化的全过程。

有关测量太阳高度和太阳方位已有一些相关报道，公告号为CN2315611的实用新型专利提供一种太阳高度测量仪，设有透光板、刻度盘、定位轴、立柱、底盘，透光板一端设有透光窗，透光板另一端有三角指针，刻度盘上具有沿圆弧排列的刻度数，在透光板、刻度盘外侧定位轴上装置有垂直指针。透光窗中有斜“×”窗格，刻度数为0～90°的示数，从左到中，从右到中均为0～90°

公告号为CN2321059的实用新型专利提供一种半自动太阳高度测量器，该仪器采用重力对仪器测量盘的上下端连接的万向链分别垂挂重锤和旋钮安装带底座的支架上，进行水平自动调节的方式，只要使该仪器指示盘的盘面与阳光平行，即可读出当时太阳高度的确切数值。

公告号为CN200979406的实用新型专利提供一种简易太阳高度测量仪，它呈长方体，在它的主侧面上开一个四边形的口，在四边形的口上覆盖一层黑色胶片，在长方体的后侧面上开一个圆形的小孔，在长方体的一侧设置刻度盘，在刻度盘的圆心上设置一根细线，在细线的下端拴一垂直物。

公开号为CN101149259的发明专利申请提供一种太阳方位探测器，包括：顶部具有能够透光的缝隙的壳体以及第一光电探测部件。第一光电探测部件包括在光敏材料基片上形成的形状相同的第一和第二光电探测元件，第一和第二光电探测元件能够各自响应于通过所述缝隙入射的太阳光而提供电信号。该发明的太阳方位探测器输出的信号与电池板的方位角具有特定数值关系，从而提高了太阳能电池板角度调节系统对太阳能电池板进行调节的精度。

公开号为CN101458881的发明专利申请提供一种太阳方位观测仪，具有铅垂刻度盘，铅垂刻度盘上设置沿刻度中心轴转动的观测架，观测架上的前端设置观测孔、后端设置显示板，铅垂刻度盘安装在底座上，所述底座上设置水平刻度盘，铅垂刻度盘平面相对于水平刻度盘的铅垂中心轴形成相对转动的联接，铅垂刻度盘平面向下延伸至水平刻度盘平面，水平刻度盘的中心至零度刻线上设置指南针。该发明在原有观测太阳仰角的同时，还能观测太阳相对于观测点在水平坐标内的角度，充分地反映了三维空间意义上的太阳与地球之间的相对位置关系。

发明内容

本实用新型的目的是提供一种可方便直观地演示地球上任何地点、任何节气、任何时刻的太阳高度和方位的太阳高度与方位演示仪。

本实用新型设有地球仪和测量仪。

地球仪设有地球仪底座、转轴和球体，转轴与球体连接并且穿过球体的南北极与地球仪底座转动连接，转轴为地球仪的自转轴，地球仪底座设有上圆盘、底盘和刻度盘，上圆盘与底盘转动连接，刻度盘设于上圆盘上，球体内设有磁体，所述球体为空心球体。