CN101702293B - 一种地球公转方法及其地球仪 - Google Patents

Abstract

本发明公开的是一种地球公转方法及其地球仪：包括：地球仪底座、地球仪、灯底座、太阳灯，其特征在于：所述地球仪底座和灯底座上分别具有槽轮和焦点槽轮，槽轮间有环形绳索连接，所述太阳灯位于灯底座上面的一个焦点槽轮上，且太阳灯的中心位于地球公转的黄道面上，以及应用于上述结构的一种地球公转方法。非常有益的是：简化了展示地球公转的模拟装置，准确地诠释了地球四季变化的过程和成因，结构简单，制造容易，操作方便。

Description

一种地球公转方法及其地球仪

技术领域：

本发明涉及一种教学用具，尤其涉及一种地球公转方法及其地球仪。

技术背景：

在科学教学，特别是地理教学过程中，给学生讲述太阳和地球的关系，尤其是一天、一年四季天气的变化，学生们很难理解，传统的地球仪，无法展示光照时间的长度和照射角度，无法显示南北回归线的来源，因此需要自制一些补充教具。中国专利CN2745153A介绍一种地球运动地理意义演示仪，包括固定底座、地球仪支架和地球仪球体构成的地球仪，在固定底座上设有转动台，在转动台上设置有弧形滑槽块，所说的弧形滑槽块内设弧形滑槽，地球仪支架插装在弧形滑槽内，在转动台上设晨昏线圈，在晨昏线圈上设夜半球半透明罩，在地球仪球体表面还设置有参考线圈，在晨昏线圈上还设置有黄道圈，在黄道圈设置有水平直射线柱，该地球运动地理意义演示仪还设有与水平直射线柱相配装的光线柱支架，在光线柱支架上设置有光线柱。这种演示仪非常简洁，但缺少地球和太阳的关系，无法展示四季的变化。

又如中国专利CN2745152Y实用新型提供了一种地球自转、公转演示器，属于一种教学用具，它有电动机，转动杆的下端固定在电动机的轴上，转动杆的上端铰接在安装架上，安装架上部固定有倾斜安装的另一电动机，另一电动机的轴上固定有地球仪，转动杆下方有圆盘安装在箱体上，箱体上面安装有弯臂，弯臂上安装有照明灯，这种演示器，可通过电动机带动转动杆转动来演示地球的公转，通过另一电动机带动地球仪转动来演示地球的自转，直观、形象、正确，有助于学生的理解和认识，提高教学效果，它能清楚地使学生认识四季的形成、太阳的直射和斜射，春分、夏至、秋分及冬至的成因及此时地球所处的位置。还有中国专利CN201219001Y涉及一种地球公转演示器，它由底座、太阳轴、转动臂、季节盘、太阳、左侧小槽轮、地球仪、地球弯轴、右侧小槽轮、传动带组成；其中，在底座的立柱上依次固定装有左侧小槽轮、转动臂、季节盘和太阳；在转动臂的另一端装有地球弯轴，所述地球弯轴与水平线的倾斜角为66.5°，地球弯轴下端装有右侧小槽轮，上端装有地球仪，左侧小槽轮与右侧小槽轮之间用传动带传动连接。这种两种地球仪展示能力比较强，但是结构复杂，显示的地球公转轨道是圆形的，与实际情况不符。

发明内容：

本发明目的在于解决地理教学中，无法展示四季交替原因的问题，提供一种再现地球椭圆形公转轨道的地球仪。

本发明目的还在于解决地理教学中，地球地球自转、公转演示器结构过于复杂，提供一种结构简单的公转地球仪。

本发明的另一个目的是提供一种地球公转的方法，利用椭圆简易画法的装置来展示地球的公转轨道，方法直观准确，操作方便。

本发明解决上述技术问题所采用的技术方案是：提供一种公转地球仪，包括：地球仪底座、地球仪、灯底座、太阳灯，其特征在于：所述地球仪底座和灯底座上分别具有槽轮和焦点槽轮，槽轮间有环形绳索连接，所述太阳灯位于灯底座上面的一个焦点槽轮上，且太阳灯的中心位于地球公转的黄道面上。

这种装置是采用安装在灯座上的两个椭圆焦点槽轮，利用一个环形绳索分别连接这两个焦点槽轮和地球仪底座上的槽轮，把地球仪及其底座一道环绕灯底座旋转，来模拟地球的公转，注意，地球仪底座和太阳灯的底座始终保持平行，确保地球公转的方向性，这里所述地球自转旋转轴与两个焦点槽轮连线的夹角始终保持约为66.5度。在一个焦点槽轮上安装一个可以旋转的太阳灯来模拟太阳，太阳灯始终对准地球；太阳灯的中心位于黄道面上，采用的是彩色平行光，便于在白天照射在地球上有明显的日照区，形成明显的晨昏视觉效果。所述环形绳索的直径不能太大，容许扭曲。

可以将太阳灯换成激光笔，利用红色的激光射线，可以展示出地球所在不同的轨道位置，太阳直射光所照射在地球上位置的变化，比如在二分点；太阳光直射在地球赤道位置上，地球南北相同纬度上从清晨到黄昏的纬线的长度相同，表示地球旋转的时间是相同的，即日照的时间是相同的，分别代表北南半球的春分和秋分；地球向其椭圆轨道的近距点移动，激光射线照射的位置向北半球移动，地球公转到达近日点，太阳光直射在北回归线上，北半球光线的角度大，日照的强度大，同时北半球纬线从清晨点到黄昏点的距离比同纬度南半球的长，表示日照的时间长，因此北半球的受光时间长且强度大，所以是夏天，北极处于白昼；相反，南半球此时阳光和地面的夹角小，南回归线从清晨点到黄昏点的距离短，表示日照的时间短，南极为黑昼，因此南半球是冬季；随着地球继续公转，到达另一个二分点，激光射线又回到了地球的赤道上，地球南北相同纬度上从清晨到黄昏的纬线的长度相同，表示地球旋转的时间是相同的，即日照的时间是相同的，分别代表南北半球的春分和秋分；地球继续公转，激光射线随之下移向南回归线靠拢，到达远日点，激光射线照射在南回归线上，北半球日照强度小是冬季，南半球日照强度大是夏季，同理，北极见不到阳光是黑昼，南极为白昼。同时可以看出，纬度越高，受光角度越小，所以越寒冷。通过上面的演示，还可以看到，冬季并不是由于我们离太阳远，夏季也不是离太阳近造成的，主要是所在位置阳光的照射角度和光照时间长短来决定的。同样这种地球仪还可以演示其他天文现象，比如把激光笔接在地球仪旋转轴的外端上，可以照射在房间的顶棚上，显示北极星的位置；在地球仪旋转轴的外端上安装一个月亮轨道，可以展示日食，月食，潮汐等。由于本发明的装置在展示的过程中，可以因地制宜组织学生们共同来操作，寓教于乐，效果非常好。

作为优选，所述的灯底座上的焦点槽轮为具有一定间距，在同一个平面上的2个槽轮。这是地球椭圆公转轨道的两个焦点。

作为优选，所述的太阳灯与灯底座旋转连接。所述的太阳灯为激光笔或彩色LED灯。彩色光线便于在白天看清楚日照区。

作为优选，所述的地球仪底座为长方形结构，所述地球仪的旋转轴与地球仪底座呈66.5度倾角。长方形结构便于掌握地球仪底座始终与公转轨道焦点的连线平行或重合。

应用于权利要求1所述的一种地球公转方法，其特征在于：利用一个环形绳索分别连接地球仪底座上的槽轮和灯底座上两个椭圆焦点槽轮，其中一个椭圆焦点槽轮上安装一个中心在黄道面上，可绕黄道面旋转的太阳灯，地球仪底座连同地球仪拉紧绳索围绕太阳灯做环形水平移动来模拟地球的公转。

作为优选，所述的太阳灯为直射光。

作为优选，所述的太阳灯为彩色光。

综上所述，本发明提供了一种模拟地球公转的方法及其地球仪，非常有益的是：简化了展示地球公转的模拟装置，准确地诠释了地球四季变化的过程和成因，结构简单，制造容易，操作方便。

附图说明

图1和图2是本发明地球公转到达二分点的位置示意图。

图3和图4是本发明地球公转到达近日点的位置示意图。

图5和图6是本发明地球公转到达另一个二分点的位置示意图。

图7和图8是本发明地球公转到达远日点的位置示意图。

图9是本发明地球公转到二分点使用LED灯的示意图。

图10是本发明地球公转到近日点使用LED灯的示意图。

图11是本发明地球公转到远日点使用LED灯的示意图。

具体实施方式：

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

实施例：根据图4所示，一个长方形地球仪底座20，上部偏离中心位置有一个槽轮21，槽轮21上倾斜66.5度有一个芯轴，芯轴上活动连接有一个地球仪41；一个长方形的灯底座10，上面相距有两个焦点槽轮11和槽轮12，其中一个焦点槽轮11上有一个垂直芯轴，芯轴上活动连接一个激光笔01，激光笔01的中心位于地球公转的黄道面上；槽轮21和焦点槽轮11和槽轮12之间使用一个环形绳索30连接；

工作时，把地球仪41及其底座20一道环绕灯底座10旋转，来模拟地球的公转，注意，地球仪底座20和灯底座10始终保持平行，确保地球公转的方向性，激光笔01始终对准地球仪41；

在北二分点；激光笔01直射在地球仪41赤道42位置上，地球南北相同纬度上从清晨到黄昏的纬线的长度相同，表示地球旋转的时间是相同的，即日照的时间是相同的，分别代表北南半球的春分和秋分；地球向其椭圆轨道的近距点移动，激光射线照射的位置向北半球移动，地球公转到达近日点，太阳光直射在北回归线44上，北半球光线的角度大，日照的强度大，同时北半球纬线从清晨点到黄昏点的距离比同纬度南半球的长，表示日照的时间长，因此北半球的受光时间长且强度大，所以是夏天，北极处于白昼；相反，南半球此时阳光和地面的夹角小，南回归线从清晨点到黄昏点的距离短，表示日照的时间短，南极为黑昼，因此南半球是冬季；随着地球继续公转，到达另一个二分点，激光射线又回到了地球的赤道42上，地球南北相同纬度上从清晨到黄昏的纬线的长度相同，表示地球旋转的时间是相同的，即日照的时间是相同的，分别代表南北半球的春分和秋分；地球继续公转，激光射线随之下移向南回归线43靠拢，到达远日点，激光射线照射在南回归线43上，北半球日照强度小是冬季，南半球日照强度大是夏季，同理，北极见不到阳光是黑昼，南极为白昼。同时可以看出，纬度越高，受光角度越小，所以越寒冷。

把激光笔01换成LED灯02，太阳灯始终对准地球；LED灯02采用的是彩色平行光，形成晨昏线45，便于在白天照射在地球上有明显的日照区，形成明显的晨昏视觉效果，进行上述演示，配合地球仪41的自转，可以得出一年中的任何时间和地点，日出日落等光线的变化。

通过上面的演示，还可以看到，冬季并不是由于我们离太阳远，夏季也不是离太阳近造成的，主要是所在位置阳光的照射角度和光照时间长短来决定的。同样这种地球仪还可以演示其他天文现象，比如把激光笔接在地球仪旋转轴的外端上，可以照射在房间的顶棚上，显示北极星的位置；在地球仪旋转轴的外端上安装一个月亮轨道，可以展示日食，月食，潮汐等。由于本发明的装置在展示的过程中，可以因地制宜组织学生们共同来操作，寓教于乐，效果非常好。

本文中所描述的具体实施例仅仅是对本发明精神作举例说明，本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。

Claims (10)

1.一种公转地球仪，包括：地球仪底座、地球仪、灯底座、太阳灯，其特征在于：所述地球仪底座和灯底座上分别具有槽轮和焦点槽轮，槽轮间有环形绳索连接，所述太阳灯位于灯底座上面的一个焦点槽轮上，且太阳灯的中心位于地球公转的黄道面上。

2.根据权利要求1所述的一种公转地球仪，其特征在于：所述的焦点槽轮为具有一定间距，在灯底座上同一个平面的2个槽轮。

3.根据权利要求1所述的一种公转地球仪，其特征在于：所述的太阳灯与灯底座旋转连接。

4.根据权利要求1或3所述的一种公转地球仪，其特征在于：所述的太阳灯为激光笔。

5.根据权利要求1或3所述的一种公转地球仪，其特征在于：所述的太阳灯为彩色LED灯。

6.根据权利要求1所述的一种公转地球仪，其特征在于：所述的地球仪底座为长方形结构。

7.根据权利要求1所述的一种公转地球仪，其特征在于：所述地球仪的旋转轴与地球仪底座呈66.5度倾角。

8.应用于权利要求1所述的一种地球公转方法，其特征在于：利用一个环形绳索分别连接地球仪底座上的槽轮和灯底座上两个椭圆焦点槽轮，其中一个椭圆焦点槽轮上安装一个中心在黄道面上，可绕黄道面旋转的太阳灯，地球仪底座连同地球仪拉紧绳索围绕太阳灯做环形水平移动来模拟地球的公转。

9.根据权利要求8所述的一种地球公转方法，其特征在于：所述的太阳灯为直射光。

10.根据权利要求8所述的一种地球公转方法，其特征在于：所述的太阳灯为彩色光。

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