[实用新型]晨昏仪

说明书

本实用新型涉及一种太阳出没时刻直观演示仪器，特别是一种晨昏仪。

现有技术中，太阳出没时刻的资料是由天文台提供的，至于地方时与标准时、世界时的换算，就得靠查表计算，没有一种既可用于业余天文观测，同时又可以供日常生活和教学用的太阳出没时刻直观演示仪器，因而在业余观测和日常使用中存在诸多不便。

本实用新型的目的是要提供一种晨昏仪，它能直观地演示地球上各受测点相应目期的太阳出没时刻，同时完成地方时与标准时、世界时的换算，此外还能形象地说明地轴倾斜且指向不变的原理，及其与四季和昼夜长短变化的关系。  

本实用新型的目的是这样实现的：在底座(1)上装设环形整体支架(6)，沿垂线倾斜23°27′的地轴(8)的两端固定在整体支架(6)上，整体支架(6)零度线所在平面上装设有天赤道圈(4)和活动圈(5)，活动圈(5)上装设有由相互垂直的子午圈(2)和晨昏圈(9)组成的圈架(15)，带指示标(10 )和黄道线(14)的地球仪(1)装设在压簧(11)调节定位的圈架(15)中。

整体支架(6)上标有纬度刻度线，天赤道圈(4)上标有表示太阳周日视位移和二十四节气的刻度线，活动圈(5)上标有最小分度为4分钟的二十四时刻度线，晨昏圈(9)上标有相互平行的理论晨昏线(16)、实际晨昏线(17)、民用晨昏线(18)和天文晨昏线(19)四条圈线，指示标(10)上刻有与地球仪(1)经线相平行的纵向经线(20)和与地球仪(1)纬线相平行的横向纬线(21)。活动圈(5)由天赤道圈(4)上的托片(12)支承定位。晨昏圈(9)的两个活动支点(13)分别定位在活动圈(5)上。用于圈架(15)调节定位的压簧(11)套在地轴(8)上端。指示标(10)的两端分别套在地球仪(1)两端的地轴(8)上。

本实用新型因为采用了将地球仪设置于由子午圈和晨昏圈组成的圈架中的结构形式，所以其结构十分简单；同时由于太阳直射点定位和晨昏时刻给定同时进行，所以可以测定任意时刻太阳的视位置，揭示四季交替和昼夜长短变化的成因；另外由于晨昏圈上标有相互平行的理论晨昏线、实际晨昏线、民用晨昏线和天文晨昏线，可以测定各种晨昏时刻，所以具有功能多和适用范围广的特点。本实用新型还具有显示直观和使用方便的优点。

本实用新型的具体结构由以下的实施例及其附图给出。

图1是晨昏仪主视图。

图2是晨昏仪顶视图。

图中：1、地球仪，2、子午圈，3、太阳，4、天赤道圈，5、活动圈，6、整体支架，7、底座，8、地轴，9、晨昏圈，10、指示标，11、压簧，12、托片，13、活动支点，14、黄道线，15、圈架，16、理论晨昏线，17、实际晨昏线，18、民用晨昏线，19、天文晨昏线，20、纵向经线，21、横向纬线。

在演示过程中，需要多次提到的本初子午线，时区中央子午线，南半球，北半球等，在地球仪上都有明显的标记。

在测量地球上某测点某测量日的晨昏时刻的过程中，首先将地球仪(1)上的本初子午线对准天赤道圈(4)上的春分点，这时用手指使地球仪(1)暂时定位。再转动圈架(5)使子午圈(2)上的太阳(3)对准天赤道圈(4)上与某测量日对应的刻度，并且使太阳(3)对准黄道线(14)，然后用地轴(8)上的压簧(11)使圈架(15)定位。再转动指示标(10)，使受测点相交于纵向经线(20)，从横向纬线(21)读出受测点的地理纬度。这时指示标(10)上的纵向经线(20)与活动圈(5)的空间交点，即表示相应的实际日出日落时刻，即地球仪(1)一侧为实际日出时刻，另一侧是实际日落时刻。指示标(10)与受测点地理纬度相对应的刻度对准民用晨昏线(18)、可以测出其民用晨昏时刻；对准天文晨昏线(19)，可以测出其天文晨昏时刻。以上所测时刻均为地方时。

在进行地方时与标准时、世界时换算的过程中，是在读取某受测点太阳出没时刻的同时，从受测点所在时区的中央子午线与活动圈(5)相交处的刻度上，读取受测点太阳出没标准时；而从与本初子午线相对应的时间刻度上，读取受测点太阳出没世界时。转动地球仪(1)，使受测点对准民用晨昏线(18)，从与时区中央子午线和本初子午线相对应的刻度上，分别读取民用晨昏标准时和世界时；使受测点对准天文晨昏线(19)，从与时区中央子午线和本初子午线相对应的刻度上，分别读取天文晨昏标准时和世界时。

在进行四季交替和昼夜长短变化成因的演示过程中，首先是将地球仪(1)的本初子午线对准天赤道圈(4)的春分点，地轴(8)向右倾斜，指向夏至点，逆时针方向转动圈架(15)，使太阳(3)转动到夏至点，太阳直射点正好达到北纬23°27′一线，北半球昼长夜短；沿逆时针方向将太阳(3)继续转动90，使其达到春分点，由于地轴(8)仍然向右倾斜，太阳直射线从侧面射向赤道，地球各处昼夜半分；沿逆时针方向将太阳(3)继续转动90°，使其达到冬至点，由于地轴(8)总是保持向右倾斜23°27′的状态，因而形成偏离太阳(3)的位置。太阳直射点落在南纬23°27′一线范围之内，北半球昼短夜长；当太阳(3)转动到春分点时，出现与处在秋分点时的相似状态。如此循环反复，四个季节便交替出现，从面揭示了地轴倾斜且指向不变的原理，及其与四季交替和昼夜长短变化的关系。