KR101450671B1 - 반사경을 이용한 달 위상변화 관측기 - Google Patents

Abstract

본 발명은 달의 각 위치에서의 이름, 태양각 기준 시각이 표시된 밑판(1); 상기 밑판의 가장자리에 태양의 방향을 나타내는 LED 전구(9); 상기 밑판의 가운데를 관통하여 위치하는 달 위상 관측기(8); 상기 달 위상 관측기(8)의 하부에 부착된 시각 표시 화살표(3); 가운데가 관통되어 달 위상 관측기(8)의 주위에 부착된 지구 모형(5); 및 상기 달 위상 관측기(8) 주위에 배치되는 달 모형(4)를 포함하는 것을 특징으로 하는 달 위상 관측기에 관한 것이다.

Description

반사경을 이용한 달 위상변화 관측기{THE MOON PHASE OBSERVATION APPARATUS WITH USING A REFLEX MIRROR}

본 발명은 달의 위상 변화를 관측하기 위한 장치로서, 특히 반사경을 이용하여 달의 위치변화에 따른 위상 변화를 관측하기 위한 것이다.

초등학습의 과학 교육학습과정에는 실험이나 관찰을 필요로 하지만 시간과 공간의 제약을 받는 부분이 많다는 점이 문제로 있었다. 그러한 문제점으로 실험이나 관찰보다 설명위주의 교수, 학습 활동이 많아서 초등학교 학생들이 흥미를 느끼기가 어려워지게 된다.

특히, 초등학생들의 과학교육 과정 중에 천체와 관련된 단원은 이러한 어려움을 많이 체험하게 된다. 초등학생들이 하루나 여러 날 동안, 달과 별자리의 움직임 및 모양 변화를 직접 관찰하게 되어 있으나 실제로 이것은 매우 어렵고, 달 관찰을 위하여 늦은 밤에 등교하게 되는 것은 사실상 어려운 것이다. 그 밖에도 기상 조건의 악화등 여러가지로 고려해야할 사항이 너무 많아 정상적인 교육과정의 운용이 어렵다. 이런 사정으로 학교에서 천체와 관련된 단원에 활용할 수 있는 교수 학습자료는 매우 부족한 현실이다.

그리고, 학생들이 관찰을 성실하게 수행한 경우라 할지라도 관찰 사실을 확인하는 차원에서 교수나 학습이 이루어지는 경우가 많다. 이러한 설명위주의 교수 활동은 재미가 있어야 할 과학시간을 오히려 흥미와 관심을 잃게 하고 구체적인 현상은 알지 못한 채 암기하는 수준에 그치는 주입식 교육으로 변질 될 가능성도 있고, 관찰과 탐구를 중시하는 교육과정의 목표에도 벗어나게 된다. 이렇듯이 천체 단원은 충분히 흥미를 유발할 수 있는 것임에도 불구하고, 교사들이 지도하기에도 쉽지 않고, 학생들이 이해하기를 매우 어려워하는 현실이다. 또한, 효과적으로 수업에 활용할 수 있는 자료가 미흡하여 교사, 학생 모두가 기피하거나, 어려워하고, 그로 인해 초등에서 중등까지 교육과정이 연계되어 있음에도 대부분 학생이 진급해도 달의 위상 변화에 대하여 명확하게 이해하지 못하고 있는 현실이다.

이렇듯 지구, 달과 같은 천체활동은 시간적인 제약과 공간적인 규모의 방대함으로 인하여 초등학생들에겐 단순한 관찰활동을 통해 그 개념 형성이 어렵고 그 원리의 이해도 불가능하다. 따라서, 지금과 같은 관찰 위주의 학습방법으로는 과학적이고 창의적인 사고력 신장을 기대할 수 없는 문제점이 상존해 있었다.

이러한 문제점을 극복하기 위하여 최근에 등록된 시뮬레이션 달 관측기에서는 달의 위상변화를 관찰하게 하기 위한 학습도구를 게시한 바 있다.

그런데, 상기 시뮬레이션 달 관측기는 휴대가 용이하지 못하고, 그러다 보니 공간적 제약이 따르는 특수성 때문에 초등학생들의 학습도구로는 적합하지 못한 문제점이 있었다.

또한, 컴퓨터와 조명장치등의 장비가 필요하여 조작과 운용이 간단하지 않고, 많은 수의 초등학생들이 일시에 실험등을 수행하기에는 적절하지 못한 단점이 있었다.

따라서, 본 발명에 의한 달 위상 관측기는 상기의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 지구, 달, 태양과의 위치와 그에 따른 달의 모양 변화 및 그 현상 및 원리에 대한 정확한 개념을 구체적인 학습장치를 통해 학습, 관찰자가 자연스럽게 이해할 수 있도록 유도하는 데 크게 기여할 수 있는 학습자료를 제공하는데 그 목적이 있는 것이다.

또한, 본 발명은 교실이나 과학실등에서 시간, 공간적인 제약 및 자료부족으로 지도하기에 어려웠던 내용을 심플한 학습장치를 통해 쉽고 간편하게 지도할 수 있도록 하여 수업에 대한 자신감을 가지게 하고자 하는데 그 목적이 있는 것이다.

또한, 본 발명은 야외에서도 쉽게 과학실험이나 실습등을 할 수 있도록 하여 공간적인 제약을 극복할 수 있는 사용이 간편한 학습자료를 제공하는데 그 목적이 있는 것이다.

또한, 본 발명은 달의 위치변화에 따른 위상 변화를 직접적으로 확인할 수 있게 하며 달이 뜨고 지는 시각과 남중시간, 달을 볼 수 있는 시간대를 쉽게 확인할 수 있게 하며 달의 운동과 모양 변화를 쉽고 재미있게 학습할 수 있게 한다.

본 발명은 달의 각 위치에서의 이름, 태양각 기준 시각이 표시된 밑판(1); 상기 밑판의 가장자리에 태양의 방향을 나타내는 LED 전구(9); 상기 밑판의 가운데를 관통하여 위치하는 달 위상 관측기(8); 상기 달 위상 관측기(8)의 하부에 부착된 시각 표시 화살표(3); 가운데가 관통되어 달 위상 관측기(8)의 주위에 부착된 지구 모형(5); 및 상기 달 위상 관측기(8) 주위에 배치되는 달 모형(4)를 포함하는 것을 특징으로 하는 달 위상 관측기에 관한 것이다.

또한, 본 발명의 상기 달 위상 관측기(8)에는 달 위치 표시 화살표(7)를 추가로 포함하며, 상기 달 모형(4)는 구면으로 1/2은 검게, 나머지 1/2는 노란색인 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명의 밑판(1)은 중앙부에 밤낮 표시 명암판(2)이 배치되고, 상기 밤낮 표시 명암판(2)의 주위에는 음력 표시 원판(6)이 배치된다.

또한, 본 발명의 밤낮 표시 명암판(2)는 원형 아크릴이고 24시간으로 나누어 6시에서 18시는 흰색으로 18시에서 6시는 검은 색으로 표시한다.

또한, 달 모형(4)에는 붉은 표시(11)를 포함한다.

종래 "달 위상 관측기"들은 입체적 또는 평면적으로 달의 위치에 따른 모양 변화만을 볼 수 있게 제작되어 있었으나, 본 "반사경을 이용한 달 위상 변화관측기"는 달의 상대적인 위치변화에 따른 모양 변화 뿐 아니라 위상에 따른 달의 뜨고 지는 시각, 달을 볼 수 있는 시간대까지 쉽게 학습할 수 있다. 또한 달의 동주기자전도 확인가능하다.

도 1은 본 발명의 완성된 상태를 도시하는 도면이다.
도 2 내지 도 7은 본 발명을 제작하는 과정 보여주는 도면이다.
도 8 내지 도13은 본 발명의 실시상태를 보여주는 도면이다.
도 14는 본 발명의 반사경을 장치한 달 위상 관측기 아래 부분을 도시한 도면이다.
도 15는 팔각기어를 장치한 축을 보여주는 도면이다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면들을 참조하여 상세히 설명한다. 우선 각 도면의 구성 요소들에 참조 부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성 요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.

도 1은 본원 발명의 달 위상변화 관측기로 도시하고 있는 것으로 밑판(1)은 달의 각 위치에서의 이름, 태양기준 시각이 각 8곳에 표시된 철제 밑판으로 가장자리에 태양의 방향을 나타내는 LED 전구(9)가 부착되어 있다.

도 1에 표시된 8개의 태양 기준 시각은 12시, 9시, 6시, 3시, 24시, 21시, 18시, 15시와 같다.

밤낮 표시 명암판(2)은 원형 아크릴로 형성되며, 24시간 기준으로 6시에서 18시까지는 흰 색으로, 18시에서 6시까지는 검은 색으로 표시되어 있다.

시각 표시 화살표(3)은 달 위상 관측기(8)아래에 부착되어 있으며 달 위상 관측기(8)은 속이 빈 정육면체로서 위에 지구 모형(5)를 끼우고 윗부분을 달의 공전방향(시계 반대 방향)으로 돌리면 거울에 달 위치 표시 화살표가 가르키는 방향의 달 모양이 나타난다.

도 8 내지 도 10에 보면 거울(10)에 달의 모습이 비친 것을 알 수 있다.

달 모양(4)는 구면의 1/2은 검게, 나머지 1/2는 노란색으로 칠하여 위상 관측기 주위에 45°간격으로 둥글게 배치되어 있다.

지구 모형(5)는 가운데 사각으로 뚫어 달 위상 관측기를 지구 모형 속에 넣었었으며, 음력 표시 원판(6)은 옆을 검게 처리한 원판으로 달 모형을 보호하고 관측자가 보는 달 외 주면 사물을 차단해 주는 역활을 한다.

달 위치 표시 화살표(7)은 관측기의 거울(10)에 보이는 달이 어느 쪽이 있는 달 인지 명확히 표시하고자 하는 것으로 이는 도 8 내지 도 10에도 도시되어 있다.

도 2 내지 도 7은 본원 발명의 달 위상 관측기를 제작하는 과정을 설명하는 도면이다.

본원 발명을 제작하기 위해서는, 도 2에 도시된 것처럼, 반사경 또는 거울(10)을 아래쪽에 비스듬히 붙인 속이 빈 육면체 기둥 모양의 위상관측기를 만들고 관측하는 부분에 관측자가 보고 있는 달의 위치를 표시하는 화살표, 즉 전술한 달 위치 표시 화살표(7)를 붙인다.

이후, 도 3에 도시된 것처럼, 팔각 기어(12)를 이용하여 위상 관측기가 돌아가게 만들 축을 위상관측기 하부에 부착한다.

도 5에 도시된 것처럼 지구 모형 안에 사각형으로 구멍을 뚫어 달 위상 관측기를 집어넣고 축을 이용하여 밑판과 용접을 하며 도 4에 도시된 것과 같이 밑판에 밤, 낮인 부분이 구분되도록 밤낮 표시 명암판을 부착하고 명암판에는 15°간격으로 시각을 표시하여 달을 볼 수 있는 시간대를 쉽게 확인할 수 있게 만든다.

이후, 도 6에 도시된 것처럼, 달 모형을 가릴 수 있는 원판을 제작하고 원판의 제일 바깥 부분을 검게 처리하며 도 7에 도시된 것과 같이 밑판의 오른쪽에 태양(9)의 위치를 나타내는 LED등을 설치한다.

도 8 내지 13은 본 발명의 달 위상기의 사용법 및 이의 효과를 도시하는 것으로, 달 위상 관측기 윗부분을 잡고 달의 공전 방향으로 돌리면 45°간격으로 달의 위상변화가 나타나는 것을 볼 수 있다. 즉, 달의 모양이 "삭-초승달-상현-배부른 상현-망-배부른 하현-하현-삭"순으로 변해가는 것을 위상관측기 거울을 통해 볼 수 있으며 이는 도 8 내지 13에 도시되어 있다.

본 발명은 시각표시 화살표(3)을 이용하여 관측자가 보고 있는 달(위상관측기의 화살표가 가르키는)의 뜨는 시각과 지는 시각, 남중하는 시각까지 바로 확인할 수 있고 달의 전면에 붉은 표시(11)을 부착하여 달의 동주기자전도 학습할 수 있다.

달의 모양이 달라지면 달을 볼 수 있는 시간대도 달라지는데 밤낮표시 명암판을 이용하여 달을 볼 수 있는 시간대도 쉽게 알 수 있다. 명암판의 어두운 부분이 "밤", 밝은 부분이 "낮"으로 파란 화살표 안쪽 시간대 중 어두운 부분만 달을 볼 수 있는 시간이다.

구체적으로 도 8 내지 13을 살펴보면, 도 8은 위상관측기를 통해 그믐달을 볼 수 있으며, 도 9는 보름달의 모습이 보여진다. 도 10을 통해 상현달이 12시에 떠서 18시에 남중하고 24시에 지는 것을 알 수 있으며, 도 11은 달의 위상이 바뀌어도 관측기를 통해 보이는 달의 전면에는 붉은 표식이 같은 위치에 계속 나타나 동주기자전을 학습할 수 있다.

도 12에는 명암판의 흰 부분은 낮, 어두운 부분은 밤을 표시하므로 상현달을 볼 수 있는 시간대는 18시에서 24시로 6시간정도인 것을 알 수 있고 도 13에는 관측기에 보이는 보름달을 볼 수 있는 시간대는 18시에서 6시로 온 밤 내낸 달을 볼 수 있는 것을 알 수 있다.

도 14는 본 발명의 반사경을 장치한 달 위상 관측기 아래 부분을 도시한 도면으로 위상관측기(8)의 반사경(10)을 통해 달을 관측할 수 있다.

도 15는 팔각기어를 장치한 축을 보여주는 도면으로 밑판과 달 위상관측기 사이에 설치하여 달 위상관측기가 달 모형이 위치한 장소에서 걸기게 된다.

이상에서 설명한 본 발명은 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 부가 및 변경이 가능하다는 것이 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 명백할 것이다.

1: 밑판 2: 밤낮 표시 명암판
3: 시각 표시 화살표 4: 달 모형
5: 지구 모형 6: 음력 표시 원판
7: 달 위치 표시 화살표 8: 달 위상 관측기
9: 태양 표시 LED 10: 반사경
11: 달의 붉은 표시

Claims (5)

1. 달의 각 위치에서의 이름, 태양각 기준 시각이 표시된 밑판(1);
   상기 밑판의 가장자리에 태양의 방향을 나타내는 LED 전구(9);
   상기 밑판의 가운데를 관통하여 위치하는 달 위상 관측기(8);
   상기 달 위상 관측기(8)의 하부에 부착된 시각 표시 화살표(3);
   가운데가 관통되어 달 위상 관측기(8)의 주위에 부착된 지구 모형(5); 및
   상기 달 위상 관측기(8) 주위에 배치되는 달 모형(4)를 포함하고,
   상기 달 위상 관측기(8)는 거울(10)을 아래쪽에 비스듬히 붙인 속이 빈 육면체 기둥 모양으로 형성되며, 상기 거울(10)에 비친 달의 위치를 표시하기 위한 달 위치 표시 화살표(7)가 상기 달 위상 관측기(8)에 부착되며, 팔각 기어(12)가 상기 위상 관측기(8) 하부에 부착되어 상기 위상 관측기(8)의 회전이 가능한 것을 특징으로 하는 달 위상 관측기.
2. 제1항에 있어서,
   상기 달 모형(4)은 구면으로 1/2은 검게, 나머지 1/2는 노란색인 것을 특징으로 하는 달 위상 관측기.
3. 제2항에 있어서,
   상기 밑판(1)은 중앙부에 밤낮 표시 명암판(2)이 배치되고, 상기 밤낮 표시 명암판(2)의 주위에는 음력 표시 원판(6)이 배치되는 것을 특징으로 하는 달 위상 관측기.
   
4. 제3항에 있어서,
   상기 밤낮 표시 명암판(2)는 원형 아크릴이고 24시간으로 나누어 6시에서 18시는 흰색으로 18시에서 6시는 검은 색으로 표시하는 것을 특징으로 하는 달 위상 관측기.
5. 제4항에 있어서,
   상기 달 모형(4)에는 붉은 표시(11)를 포함하는 것을 특징으로 하는 달 위상 관측기.

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