Lehr- und Experimentiergerät zur Himmelskunde Der Lehre von den Bewegungen der Himmelskörper ist in den Schulen einer nur wenig zurückliegenden Zeit nur geringe Beachtung geschenkt worden.
Die grossen Erfolge der Weltraumfahrt haben in den letzten Jahren die Probleme der Himmelskunde in den Mittelpunkt des allgemeinen Interesses gerückt, und man empfindet es als einen Mangel, dass selbst über die ein fachsten Erscheinungen kaum die einfachsten, grund legenden Kenntnisse vorhanden sind.
Die bisherige geringere Berücksichtigung der Him melskunde im Unterricht ist wohl zum grossen Teil dar auf zurückzuführen, dass es sich um Begriffsbildungen handelt, die nicht ohne eine sorgfältige Veranschau lichung gewonnen werden können und für die den Schu len zweckmässige Unterrichtsmittel meist fehlen.
Das vorliegende Lehr- und Experimentiergerät zur Himmelskunde will dem Bedürfnis nach Veranschau lichung in der Himmelskunde entgegenkommen und will damit sowohl dem Unterricht, als auch den privaten Interessen dienen und eine durch Experimente gestützte Einführung in die Verhältnisse des Himmelsraumes er möglichen.
Bisher musste man sich mit einer unbefriedigenden Veranschaulichung begnügen, wie mit einer zum Teil drehbaren Sternkarte oder eine einfachen kugelförmigen Darstellung des Sternhimmels. Durch die Darstellung des Himmels in einer einfachen, zwar zum Teil drehbaren Ebene (Sternkarte) oder auf der Aussenseite einer Kugel fläche war die dadurch erzeugte falsche Vorstellung über den umlaufenden Fixsternhimmel nicht zu vermeiden.
Das erfindungsgemässe Gerät vermeidet diese Nach teile, und ist gekennzeichnet durch eine lichtdurchlässige, faltbare, flexible, kugelförmige Hülle, die von innen her beleuchtbar ist und im Gebrauchszustand einen Him melsglobus darstellt. Dabei ist in bevorzugter Weise die Erde in die Mitte des Himmelsraumes gestellt, wodurch es dem Beobachter gestattet, die Sterne von der Innen seite des Himmels her zu betrachten.
In zweckmässiger Ausgestaltung kann der Teil, der für den Bewohner der entsprechenden Erdhälfte ohne hin nicht sichtbar ist, offen gelassen oder durchsichtig gehalten sein, damit man durch diesen Teil in das Innere des Globus hineinsehen und die in der Globushülle dar gestellten Sternbilder gewissermassen von der Erde aus nach oben betrachten kann.
Weil der Transport einer voluminösen Globuskugel kostspielig ist, wird die Globushülle aus flexiblem Ma terial angefertigt und kann für den Transport zusammen gefaltet werden. Für den Gebrauch wird die Hülle zweck- mässig durch ein Drahtgestell aufgespannt oder aufge blasen werden.
Die Fig. 1 zeigt als Ausführungsbeispiel ein derarti ges, kugelförmiges Drahtgestell 4, das aus einer Achse 5 mit zwei aufgesetzten Polscheiben und einer Anzahl in diese eingesetzte federnde Stahldrähten besteht. Die rechtwinklig in die Polscheiben eingesteckten Globus drähte biegen sich durch ihre Elastizität zu einer genauen Kugelform.
Vorteilhaft besteht die Kugelnhülle 1 aus elastischem Material, wobei ein Teil der Kugelhülle offen geblieben ist. Dadurch ist es möglich, die Kugelhülle 1 über das Drahtgestell zu streifen und dieses anschliessend zu spannen.
In der kugelförmigen Fläche der Hülle können die Sterne vorteilhaft durch Einprägungen 2 markiert sein, wodurch sie heller erscheinen. Zur besseren Orientierung können die Sterne durch reliefartig erhobene und dadurch dunk ler erscheinende Linien 3 zu Sternbildern verbunden sein (Fig. 5).
Der Sternglobus mit seiner die Himmelsachse dar stellenden Achse kann drehbar auf einem in der Neigung verstellbaren Tragstab 6 gelagert sein. Die Neigung der Achse kann so gewählt werden, dass je nach der geogra phischen Breite des Beobachtungsorts der Globus so steht, dass die Achse nach dem Polarstern gerichtet ist.
Durch diese Orientierung nach dem Polarstern und durch die Möglichkeit, in den Himmel hineinzusehen, kann der Himmel für jeden Tag und jede Stunde des Jahres genau eingestellt werden; man hat dabei den Vor teil dass der im Innern des Globus gesehene Stern am Himmel in genau der gleichen Richtung gesehen werden kann, und die Ähnlichkeit mit dem natürlichen Anblick hergestellt wird. Dadurch wird die Orientierung und die Auffindung eines Sternbildes am wirklichen Himmel we sentlich erleichtert.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird anhand der Fig. 1 bis 4 der Zeichnung näher beschrieben.
In der Fig. 1 ist dargestellt, wie über die Mitte der Globuskugel ein Horizontring 9 gestülpt ist, der von drei Stäben gehalten ist.
Der Horizontring 9 teilt den Himmelsraum in die für den Beobachter sichtbare und unsichtbare Hälfte auf. Indem man den Sternglobus um den Abstand eines durch die Globusdrähte dargestellten Meridians weiter dreht, verändert sich die Lage des gesamten Sternhim mels um die Veränderung, wie sie am wirklichen Himmel nach dem Ablauf von zwei Stunden eingetreten ist.
Auf dem Horizontring 9 ist eine Teilung in Monate und Tage angebracht. Indem man den Teilstrich eines bestimmten Monats und Tages mit dem zu der entspre chenden Tageszeit gehörenden Meridiandraht in über einstimmung bringt, kann man die für jeden Tag und jede Stunde des Jahres zutreffende Stellung des Stern himmels zur Einstellung bringen und dann jede Stern gruppa spielend am Himmel finden.
Wenn man die Sterne in der dunklen Globushaut durch kleinere oder grössere Einprägungen 2 darstellt, die mehr oder weniger hell erscheinen, und wenn die Kugel durch eine in die Mitte eingesetzte Glühlampe beleuchtet wird, lassen sich die Sterne auch von der Aussenseite des Himmels betrachten, weil sie als grös- sere und kleinere Lichtpunkte erscheinen.
Gemäss Fig. 2 ist in die Mitte des Himmelsraumes ein Modell der Erdkugel drehbar eingesetzt. Ein auf der Erdkugel angebrachter Spiegel 11 bewirkt, dass bei still stehender Globushülle für den Beobachter auf der Erde der anschauliche Eindruck des Vorüberziehens der Stern bilder entsteht.
Durch die Möglichkeit, weitere Modelle des Sonnen- svstems in den Himmelsraum einzuführen, erfüllt das Gerät auch die Aufgabe eines Planetariums und Luna- riums und gestattet uns auch, den Umlauf der Erde um die Sonne während eines Jahres und die gleichzeitige Rotation um die eigene Achse, wie sie während eines Tages stattfindet, darzustellen.
In Fig. 3 ist von unten her die seitwärts abgewinkelte Tragachse für die Erdkugel eingezeichnet, und von oben her ist der Träger für eine Glühlampe 12 eingeführt, die die leuchtende Sonne darstellen soll.
Wenn man am unteren Knopf dreht, bewegt sich die Erde in einem Kreise um die Sonne.
Das Ende des Erdtragrohres ist so abgewinkelt, dass die darauf gesetzte Erdkugel sich in genau paralleler Rich tung wie die Himmelsachse dreht.
Während des Umlaufs um die Sonne muss die Erd kugel 365 Drehungen um dieses Achsenende ausführen. Dies wird durch ein biegsames Kabel bewirkt, das durch das Innere des Tragrohres geführt und mit den Fingern der anderen Hand gedreht wird. Auf ihrem Lauf um die Sonne bewegt sich die Erde nicht parallel zum Him melsäquator, wie die jetzige Bewegung der Erdkugel dar stellen würde, sondern sie bewegt sich im Laufe des Jahres einmal vom Äquator her mehr gegen die Nord seite des Himmels (Sommer), schliesslich bewegt sie sich in der Gegend des Himmelsäquators (Herbst), dann auf der südlichen Hälfte des Himmels (Winter) und dann wieder beim Äquator (Frühling).
Diesen etwas schief zur Himmelsachse durchlaufenen Weg durch die Sternenwelt - die Ekliptik - veran- schaulicht man, indem man den Träger der Erde so lang gestaltet, dass man ihm zu den jährlichen Umlaufbewe gungen noch zusätzlich eine allmähliche Verschiebung in Nord-Süd-Richtung und zurück gibt.
Diese doppelte Bewegung erzeugt bei dem von der Sonne angeleuchteten Modell der Erdkugel die Erschei nungen von Sommer und Winter, also stärker beleuchtete Südhälfte = Sommer bzw. stärker beleuchtete Nord r hälfte = Winter.
Bei gleichzeitig durchgeführter Erdrotation beobach tet man die jeweils ungleichen Tageslängen zufolge des längeren oder kürzeren Verweilens im Tagesbogen. Dies ist aus Fig. 3 zu ersehen.
Tag und Nacht wird nur dargestellt, wenn wir die Erdachse durch eine schief zur Himmelsachse stehende Bohrung der Tragleiste einstecken und dabei auf die Erscheinung (Drehung der Erdkugel) von Tag und Nacht verzichten. - So sieht man die Erdkugel von selbst schief durch den Sternhimmel kreisen. Auf dem Stab, der die Sonnenlampe 12 trägt, sehen wir an zwei nach der Sonne stehenden kurzen Trägern noch die inneren Planeten Merkur und Venus dargestellt, die die Sonne in verhältnismässig kurzem Abstand rasch umkreisen und zwischen Sonne und Erde durchlaufen können. Als dritter Planet umkreist die Erde die Sonne. Noch weiter ausserhalb der Erde in grosser Entfernung von der Sonne wird die kleinere Kugel des Planeten Mars durch den Himmelsraum getragen.
Als Träger des Satelliten der Erde - also des Mon des - ist noch der Tragstab für den Mond so auf die Achse der Erde gesetzt, dass der Mond um die Erde kreisen kann. Bei stillstehendem Sonnenumlauf wird durch besonderen Antrieb der einmalige monatliche Um lauf des Mondes um die Erde veranschaulicht, während gleichzeitig die mit Kabel betätigte Erddrehung 28 mal vorgenommen wird. Im Zusammenwirken dieser einge setzten Teile ergibt sich die Möglichkeit zur Veranschau lichung der Entstehung von Sonnen- und Mond-Finster- nissen.
Weitere Versuche über das Eingliedern von Satelliten führen zu dem Zusammenspiel mit der umlaufenden Erde und zu Weltraumfahrten nach dem Mond und den nächsten Planeten.