DE157564C

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Publication number: DE157564C
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Description

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Demonstrationsapparat, insbesondere für Schulzwecke, durch welchen dem Schüler die wichtigsten Beziehungen zwischen den hauptsächlichsten Weltkörpern, insbesondere die Beleuchtungsverhältnisse, deutlich vor Augen geführt werden.The present invention relates to a demonstration apparatus, in particular for school purposes, through which the student the most important relationships between the most important World bodies, especially the lighting conditions, are clearly shown.

In der Zeichnung ist Fig. ι eine schaubildliche Darstellung der Ringkugel und ίο Fig. 2 bis 8 geben verschiedene Einzelheiten wieder.In the drawing, Fig. Ι is a diagrammatic representation of the ring ball and ίο Fig. 2 to 8 show various details.

Die Vorrichtung setzt sich wie folgt zusammen. The device is composed as follows.

In einem kräftigen - Metaliring 3, welcher auf einem Stativ so angebracht ist, daß seine Ebene vertikal steht, sind drei weitere Ringe 4, 5, 6 so befestigt, daß die Verbindungslinie ihrer Mittelpunkte einen Durchmesser 7 des Ringes 3 darstellt, welcher gegen die Horizontale einen gewissen Winkel bildet.In a strong metal ring 3, which is attached to a tripod so that its Level is vertical, three more rings 4, 5, 6 are attached so that the connecting line their centers represents a diameter 7 of the ring 3, which against the Horizontal forms a certain angle.

Die Ringe 3, 4, 5 und 6 lassen dann die Gestalt einer Kugel (Ringkugel) erkennen.The rings 3, 4, 5 and 6 then show the shape of a ball (ring ball).

In die Ringkugel ist eine Scheibe 8 horizontal eingebaut. Diese stellt bei der Demonstration der scheinbaren Vorgänge die Horizontalebene des Beschauers (den Horizont) dar. Sie ist in der Mitte kreisförmig und ferner sechsmal radial ausgeschnitten, um verschiedenen auswechselbaren Teilen des Apparates Aufnahme bezw. Durchgang zu gewähren, wie unten gezeigt wird.A disk 8 is installed horizontally in the ring ball. This poses at the demonstration The horizontal plane of the observer (the horizon) represents the apparent processes. It is circular in the middle and further radially cut out six times to accommodate various interchangeable parts of the Apparatus recording respectively. Allow passage as shown below.

Zur Veranschaulichung der scheinbaren Vorgänge hat der Beobachter seinen Stand als im" Mittelpunkt der Ringkugel liegend anzunehmen, so daß die Scheibe 8 den wirklichen Horizont des Beobachters an einem bestimmten Beobachtungsort, ζ. Β. Berlin, darstellt.The observer has his stand to visualize the apparent processes as lying in the "center of the ring ball, so that the disk 8 is the real Horizon of the observer at a certain observation location, ζ. Β. Berlin, represents.

Um nun diesem Beobachter den scheinbaren Lauf der Sonne und die Richtung der Sonnenstrahlen deutlich vor Augen zu führen, wird in die Kugel eine Vorrichtung gebracht, welche in Fig. 2 dargestellt ist. Diese besteht aus den beiden Stäben 20 und 21. Letzterer, der Sonnenstandsanzeiger, ist mit seinem einen Ende in der Mitte des Stabes 20 gelenkig so angeordnet, daß er mit diesem die verschiedensten Winkel innerhalb ein und derselben Ebene bilden kann. Das andere freie Ende des Stabes 21 ist mit einem Scheibchen 22 oder auch mit einer Kugel versehen, welche die Sonne darstellt. Die Vorrichtung nach Fig. 2 wird nun derart in der Ringkugel angeordnet, daß der Stab 20 mit dem obengenannten Durchmesser 7 des Ringes 3 zusammenfällt. Die Enden des Stabes 20 werden dann drehbar und zweckmäßig federnd in dem Ringe 3 gelagert, so daß der Stab 21 mit dem Scheibchen 22 innerhalb der Ringkugel frei schwingen kann.To this observer now the apparent course of the sun and the direction of the To bring the rays of the sun clearly in front of the eyes, a device is placed in the sphere, which is shown in FIG. This consists of the two rods 20 and 21. The latter, the sun position indicator, has one end in the middle of the rod 20 articulated so that he can with this the various angles within one and can form the same level. The other free end of the rod 21 is with a Disc 22 or provided with a sphere, which represents the sun. The device 2 is now arranged in the ring ball in such a way that the rod 20 with the above-mentioned diameter 7 of the ring 3 coincides. The ends of the rod 20 then become rotatable and conveniently resilient stored in the ring 3, so that the rod 21 with the washer 22 within the ring ball can swing freely.

Der Winkel, welchen der Durchmesser 7 bezw. der Stab 20 mit der Horizontalen bildet, ist so gewählt, daß dieser Durchmesser die Richtung der Himmelsachse einnimmt, also derjenigen Achse, welche annähernd die Richtung zum Polarstern hat. Ferner sind die Ringe 4, 5, 6, deren Ebenen auf der genannten Himmelsachse senkrecht stehen (also Breitenkreise des Himmels), so angeordnet, daß sie bezw. dem südlichen Wendekreis, dem Himmelsäquator und dem nördlichen Wendekreis der Himmelskugel ent-The angle which the diameter 7 respectively. the rod 20 with the horizontal is chosen so that this diameter takes the direction of the celestial axis, that is, the axis that is approximately in the direction of the Pole Star. Furthermore are the rings 4, 5, 6, the planes of which are perpendicular to the celestial axis mentioned (i.e. the circles of latitude of the sky), so arranged, that they respectively. the tropic of the south, the celestial equator and the tropic of the celestial sphere

sprechen (Bogenspannung von Ring zu Ring etwa 23 Y₂ ⁰). Und schließlich sind diese Ringe 4, 5, 6 so eingerichtet, daß sie dem die Sonne darstellenden, am Stab 21 befestigten Scheibchen 22 beim Schwingen um die Achse 7 als Führung dienen können. Diese Führung ist bei der vorliegenden Ausführungsform dadurch bewerkstelligt, daß die Ringe 4, 5, 6 aus aufgeschnittenen Metallröhren von C-förmigem Querschnitt hergestellt sind, dergestalt, daß die schlitzförmigen Öffnungen aller drei Ringe gegen die Mitte der Kugel gerichtet, sind (Fig. 3). In diesen Schlitzen läuft dann ein kurzer Stift 23, welcher an dem Scheibchen 22 als kurze Verlängerung des Stabes 21 angebracht ist. Um, ohne die Vorrichtung nach Fig. 2 herausnehmen zu müssen, das Sonnenscheibchen 22 von einem der Ringe 4, 5, 6 zum anderen führen zu können, sind die Schlitze dieser Ringe durch einen Kanal 24 (Fig. 3) miteinander verbunden. Dieser Kanal kann auch fortfallen, wenn man an den betreffenden Stellen der Ringe 4, 5, 6 kleine Öffnungen anbringt, durch welche der Ansatz 23 den Ring verlassen bezw. in ihn eingeführt werden kann. Die erstere Einrichtung ist jedoch vorzuziehen.speak (arc tension from ring to ring about 23 Y ₂ ⁰ ). And finally, these rings 4, 5, 6 are set up in such a way that they can serve as a guide for the disk 22, which represents the sun and is attached to the rod 21, when it oscillates about the axis 7. In the present embodiment, this guide is achieved in that the rings 4, 5, 6 are made from cut metal tubes of C-shaped cross-section, in such a way that the slot-shaped openings of all three rings are directed towards the center of the ball (Fig. 3 ). A short pin 23, which is attached to the washer 22 as a short extension of the rod 21, then runs in these slots. In order to be able to lead the sun disk 22 from one of the rings 4, 5, 6 to the other without having to remove the device according to FIG. 2, the slots of these rings are connected to one another by a channel 24 (FIG. 3). This channel can also be omitted if you attach small openings at the relevant points of the rings 4, 5, 6, through which the projection 23 respectively leave the ring. can be introduced into him. However, the former arrangement is preferable.

Um nun den Schülern den scheinbaren täglichen Verlauf der Sonne im Frühling, Sommer, Herbst und Winter vorzuführen, verfährt man folgendermaßen:In order to tell the students the apparent daily course of the sun in spring, To demonstrate summer, autumn and winter, one proceeds as follows:

Zunächst bringt man den Stift 23 in den Schlitz des Äquatorringes 5 und dreht mittels eines Handknopfes bezw. einer Kurbel 25 den Stab 20 rechts herum mit gleichmäßiger Geschwindigkeit. Alsdann bewegt sich die Sonnenscheibe und der die Sonnenstrahlen darstellende Stab 21 in gleichen Zeiträumen über und unter dem Horizont. Das bedeutet also Tag- und Nachtgleiche. Morgens um 6 Uhr treten die Strahlen über den Horizont heraus, steigen alsdann in einem mittelgroßen Bogen über den Südhimmel auf, bis sie zu Mittag (Berlin als Ort der Beobachtung gedacht) mit dem Horizont einen Winkel von etwa 29 ° bilden. Diesen Winkel kann man bei der vorliegenden Vorrichtung besonders deswegen gut erkennen, weil nicht nur der Stand der Sonne, sondern auch der ■ Verlauf der Sonnenstrahlen durch den Stab 21 wiedergegeben ist. Alsdann gehen die Strahlen wieder abwärts, bis sie um 6 Uhr im Westen mit dem Horizont zusammenfallen und gleich darauf unter demselben verschwinden. Für den Stand des Beobachters (Berlin) ist dann Nacht. Dagegen beginnt für die Antipoden desselben im gleichen Augenblick der Morgen eines Tages, welcher gleichfalls Tag- und Nachtgleiche bedeutet. Auch für diesen Tag der Antipoden ist der Verlauf der Sonnenstrahlen ohne weiteres zu übersehen.First you bring the pin 23 into the slot of the equator ring 5 and turn BEZW by means of a hand knob. a crank 25 the rod 20 clockwise at a constant speed. Then the solar disk and the rod 21 representing the sun's rays move in equal periods of time above and below the horizon. So that means equinox. In the morning at 6 o'clock the rays emerge over the horizon, then rise in a medium-sized arc over the southern sky until they form an angle of about 29 ° with the horizon at noon (Berlin intended as a place of observation). This angle can be seen particularly well in the present device because not only the position of the sun, but also the course of the sun's rays through the rod 21 is reproduced. Then the rays go down again until at 6 o'clock they coincide with the horizon in the west and immediately afterwards disappear under it. For the stand of the observer (Berlin) it will be night. On the other hand, for the antipodes of the same, the morning of a day begins at the same moment, which also signifies the equinox. For this day of the antipodes, too, the course of the sun's rays can easily be overlooked.

Um nun den Tag der Sommersonnenwende zu erklären, führt man den Stift 23 mit dem Sonnenscheibchen 22 durch den Kanal 24 aus dem Äquatorring 5 zum Ring des nördlichen Wendekreises 6 und dreht die Sonnenscheibe mit dem Sonnenstrahl, so daß sie morgens wieder aus dem Horizont heraustritt. Es ist alsdann leicht zu erkennen, daß die Sonne an diesem Tage viel früher aufgeht, da ihr Weg, von der Stellung um Mitternacht an gerechnet, wesentlich kleiner ist. Alsdann steigt, wie ebenfalls deutlich zu erkennen, die Sonne in einem viel größeren und viel höheren Bogen auf, bis um Mittag der Sonnenstrahl sichtlich einen bei weitem größeren Winkel mit dem Horizont bildet. Hiernach sinkt die Sonne wieder, um, wie leicht am Modell zu erkennen, erst spät am Abend unter dem Horizont zu verschwinden und dort den Antipoden einen kurzen Wintertag zu bieten.In order to now explain the day of the summer solstice, one uses the pen 23 with the Sun disk 22 through the channel 24 from the equatorial ring 5 to the ring of the northern Tropic 6 and rotates the sun disk with the sunbeam so that it emerges from the horizon again in the morning. It is then easy to see that the sun rises much earlier that day, since their path, counting from the position at midnight, is much shorter. Then increases, as also clearly recognize the sun in a much larger and much higher arc until around noon the sunbeam visibly forms a far greater angle with the horizon. After that the sun sinks again, as can easily be seen from the model, not until late on In the evening to disappear below the horizon and there the antipodes a short winter day to offer.

Zur Veranschaulichung der Herbst-Tag- und Nachtgleiche führt man den Sonnenstandszeiger zum Äquatorialring 5 zurück und wiederholt das Spiel der Frühlings-Tag- und Nachtgleiche.The position of the sun pointer is used to illustrate the autumn equinox back to equatorial ring 5 and repeat the game of the vernal equinox.

Alsdann führt man den Zeiger zum Ring des südlichen Wendekreises 4 und ersieht ,bei entsprechender Drehung des Strahles deutlich, daß die Sonne erst spät aufgeht, dann zu Mittag der Sonnenstrahl mit dem Horizont einen nur kleinen Winkel bildet, die Sonne ferner früh untergeht und schließlich den Antipoden einen langen Sommertag bietet.Then you move the pointer to the ring of the Tropic of Capricorn 4 and see at Corresponding rotation of the ray clearly shows that the sun rises late, then closes At noon the sunbeam forms only a small angle with the horizon, the sun also sets early and finally offers the antipodes a long summer day.

Um ferner zu demonstrieren, wie sich die Beleuchtung durch die Sonne auf die Erdoberfläche verteilt, kann die Vorrichtung des in Fig. 2 angegebenen Sonnenstandszeigers herausgenommen und durch eine Vorrichtung ersetzt werden, welche im Prinzip die gleiche ist, jedoch durch die Unterbringung der Erdkugel eine andere Gestalt erfährt. Diese Vorrichtung ist in Fig. 4 dargestellt und besteht aus zwei Teilen, der Achse 20¹ mit der Erdkugel 26 und dem Belichtungsring· 27 mit dem Sonnenstrahl 21¹.In order to further demonstrate how the lighting by the sun is distributed on the earth's surface, the device of the sun position indicator indicated in Fig. 2 can be removed and replaced by a device which is basically the same, but a different one by accommodating the globe Experiences shape. This device is shown in FIG. 4 and consists of two parts, the axis 20 ¹ with the globe 26 and the exposure ring 27 with the sunbeam 21 ¹ .

Auf der Achse 20' ist eine Erdkugel 26 befestigt, welche zweckmäßig mit Längen- und Breitengraden unter Hervorhebung der Wende- und Polarkreise ausgestattet ist; auch kann die Kugel einen kleinen Erdglobus mit Darstellung der Erdteile bilden. Die Achse 20' mit der Erdkugel wird nun an Stelle der Achse 20 des ursprünglichen Sonnenzeigers in die Ringkugel gebracht, so daß die Erdkugel in dem inneren Ausschnitt der Horizontalscheibe 8 schwebt. Der Belichtungsring ist ein flacher, dünner Blechring 27, welcher durch Herausnehmen einesA globe 26 is on the axis 20 ' attached, which appropriately with degrees of longitude and latitude, highlighting the Tropic and Arctic Circle is equipped; the sphere can also be a small terrestrial globe with representation of the continents. The axis 20 'with the globe is now on Place of the axis 20 of the original sun pointer brought into the ring ball, so that the globe is floating in the inner section of the horizontal disk 8. The exposure ring is a flat, thin sheet metal ring 27, which by removing one

schmalen Streifens 270 in zwei Halbringe 27 ^l und 27² geteilt worden ist. Die beiden Teile sind durch ein Drahtgestell derart miteinander verbunden, daß sie wieder ein zusammenhängendes Ganzes darstellen, während aber der Ausschnitt 270 frei bleibt, um beim Gebrauch die Achse 20 * frei passieren zu lassen. Der obere Teil des Drahtgestells trägt eine kleine Büchse 28, in welche der Sonnenstandszeiger 21' gesteckt wird. Dieser ist zweckmäßig vorn spitz und hat weiter hinten einen Anschlagring 29, welcher ihn daran verhindert, durch die Büchse 28 hindurchzugleiten. Am äußeren Ende kann er ebenfalls mit einem Sonnenscheibchen oder einer Sonnenkugel ausgestattet sein, welche jedoch in der Zeichnung nicht dargestellt ist. Der Belichtungsring 27 mit dem Sonnenstandszeiger 21^x wird nun so in die Ringkugel gebracht, daß der Sonnenstandszeiger wiederum in den Schlitzen der Ringe 4, 5, 6 bezw. in dem Kanal 24 sich bewegen kann. Zu dem Zweck ist der Ring 27 in der Horizontalscheibe entsprechend gelagert. Diese Lagerung kann verschieden sein. Will man mit der Vorrichtung außer der Veranschaulichung der Erdbeleuchtung auch noch dieselben Beziehungen demonstrieren, wie mit dem ursprünglichen Sonnenzeiger nach Fig. 2, so müßte die Lagerung des Belichtungsringes innerhalb des mittleren kreisrunden Ausschnittes außer um die Zapfen 27 ^s auch um eine Zenitnadierachse drehbar angeordnet sein, ähnlich einer kardanischen Aufhängung.narrow strip 270 has been divided into two half rings 27 ¹ and 27 ² . The two parts are connected to one another by a wire frame in such a way that they again represent a coherent whole, while the cutout 270 remains free in order to allow the axis 20 * to pass freely during use. The upper part of the wire frame carries a small sleeve 28 into which the sun position indicator 21 'is inserted. This is expediently pointed at the front and has a stop ring 29 further back, which prevents it from sliding through the bushing 28. At the outer end it can also be equipped with a sun disk or a sun ball, which, however, is not shown in the drawing. The exposure ring 27 with the sun ^{position pointer 21 x} is now brought into the ring ball that the sun position pointer in turn in the slots of the rings 4, 5, 6 respectively. in the channel 24 can move. For this purpose, the ring 27 is correspondingly supported in the horizontal disk. This storage can be different. If one wants to demonstrate the same relationships as with the original sun pointer according to FIG. 2 in addition to the illustration of the terrestrial illumination, the bearing of the exposure ring within the central circular section would have to be rotatable around a zenith needle axis as well as around ^{the pin 27 s} , similar to a cardanic suspension.

Es müßten also die Lagerklötzchen 30 (Fig. 5) so angebracht sein, daß sie sich in der inneren Linie des Kreisausschnittes der Horizontalscheibe entlang bewegen können.So it would have to be the bearing blocks 30 (Fig. 5) so attached that they are in the inner Can move along the line of the circular segment of the horizontal disk.

Auf diese Weise kann der die Sonnenstrahlen darstellende Stab 21¹ dieselben Bewegungen an den Ringen 4, 5, 6 entlang und in dem Kanal 24 machen wie der ursprüngliche Sonnenstandszeiger. Es erscheint jedoch nicht immer angezeigt, die oben gemachten Betrachtungen über die Tages- und Jahreszeiten an einer Kugel zu erläutern, da es übersichtlicher ist, wenn man für diesen Fall den Ort des Beobachters nur als Punkt in der Mitte der Ringkugel und des Horizontes annimmt. Ferner ist es für'die Veranschaulichung der Beleuchtung der Erde durch die Sonne nicht unbedingt nötig und auch nicht sehr vorteilhaft, den Wag der Sonnenstrahlen während des ganzen Tages in der betreffenden Jahreszeit zugrunde zu legen, vielmehr genügt es für das Verständnis vollauf, wenn man die Beleuchtung nur für die Mittagszeit veranschaulicht, und zwar für die Mittagszeit der verschiedenen Jahreszeiten angehörenden Tage. Hiernach ist es nicht erforderlich, daß der mit dem Belichtungsring verbundene Sonnenstandszeiger um eine vertikale Achse drehbar ist, d. h. also, es können die Lagerklötzchen 30 an der Horizontscheibe 8 fest angebracht sein bezw. man kann auch einfacher die Zapfen 27^s auf der Horizontscheibe 8 lose derart lagern, daß sie sich an den Kanten der radikalen Schlitze 8¹ führen. ^{In this way, the rod 21 1} representing the sun's rays can make the same movements along the rings 4, 5, 6 and in the channel 24 as the original sun position indicator. However, it does not always seem appropriate to explain the observations made above about the times of day and seasons on a sphere, since it is clearer if one assumes the position of the observer in this case only as a point in the middle of the ring sphere and the horizon. Furthermore, it is not für'die United anschaulichung the illumination of the earth by the sun absolutely necessary and not very advantageous to place the Wag the sun's rays throughout the day in the relevant year basis, but it is sufficient for understanding fully when the lighting is illustrated only for noon, namely for the days belonging to the different seasons of the day. According to this, it is not necessary that the sun position indicator connected to the exposure ring is rotatable about a vertical axis, that is, the bearing blocks 30 can be firmly attached to the horizon disk 8 or. it is also easier to ^{store the pins 27 s} loosely on the horizon disk 8 in such a way that they run along the edges of the radical slots 8 ¹ .

LTm nun zu zeigen, wie weit die Erde im Frühling, Sommer, Herbst und Winter beleuchtet ist, verstellt man den Sonnenstandszeiger 21 ^l in dem Kanal 24, so daß er nacheinander am Äquator, am nördlichen Wendekreis, wieder am Äquator und dann am südliehen Wendekreis steht. Alsdann verschiebt sich auch der Belichtungsring und läßt deutlich erkennen, daß im Frühling die vordere Halbkugel von Pol zu Pol (Fig. 6), im Sommer die Halbkugel vom südlichen Polarkreis vorn bis zum nördlichen Polarkreis hinten (Fig. 7), im Herbst wieder die Halbkugel von Pol zu Pol (Fig. 6) und im Winter die Halbkugel vom-nördlichen Polarkreis vorn bis zum südlichen Polarkreis hinten (Fig. 8) erleuchtet ist. Hierbei gibt jederzeit der Stab 21 * die Richtung der Sonnenstrahlen an. Jede zu diesem Stab parallel in die Erdoberfläche gesteckte Nadel (21* für Berlin) läßt dann den Einfallwinkel des Sonnen-Strahles an dem betreffenden Ort erkennen.To show how far the earth is illuminated in spring, summer, autumn and winter, adjust the position of the sun pointer 21 ^l in the channel 24 so that it is successively at the equator, at the northern tropic, again at the equator and then at the southern tropic stands. Then the exposure ring shifts and shows clearly that in spring the front hemisphere from pole to pole (Fig. 6), in summer the hemisphere from the southern polar circle in front to the northern polar circle behind (Fig. 7), in autumn again the The hemisphere from pole to pole (Fig. 6) and in winter the hemisphere from the northern polar circle in front to the southern polar circle behind (Fig. 8) is illuminated. The rod 21 * indicates the direction of the sun's rays at any time. Each needle (21 * for Berlin) stuck into the surface of the earth parallel to this rod then reveals the angle of incidence of the sun's ray at the relevant location.

Claims

Patent Claims:

ι. Demonstration device for astronomical processes with the sun's rays embodying rod (sun position indicator), characterized in that this rod is guided in a ring ball will that he is the one for illustration the lighting can take the necessary positions.

2. Apparatus according to claim 1, characterized in that in the annular ball the rings corresponding to the equator and the two tropics are directed towards the center of the sphere Contain slots into which the sun position pointer is guided by a corresponding approach (Fig. 1 and 3).

3. Apparatus according to claim 1 and 2, characterized in that the meridian ring is provided with a channel which the slots in the width rings connects with each other and thus the position of the sun pointer also allowed to take the positions between the width rings (Fig. 3)

4. Apparatus according to claim 1 to 3, characterized in that the position of the sun pointer in the center of the ring ball and at the same time in the middle of the axis of the ring ball

Rod is articulated in one and the same plane with this and with this rod is rotated about its axis by means of a crank, a handwheel or the like can be (Fig. ι and 2).

5. Apparatus according to claim 1 to 3, characterized in that the position of the sun pointer is connected to an exposure ring, which, placed over a globe placed in the ring sphere, The positions of the sun position indicator on the globe correspond to the illuminated ones Part separates from the unlit (Fig. 4 to 8).

1 sheet of drawings.