SU1554010A1 - Астрономическа планисфера Р.И.Цветова - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к приборам дл  демонстрации астрономических  влений, св занных с изменением положени  планет солнечной системы, и обеспечивает расширение демонстрационных возможностей. Планисфера содержит основание, направл ющую, шарнирно св занную с основанием, стойку, смонтированную в направл ющей, основной и вспомогательный диски, циферблаты звездного и среднего времени, линейку склонени  и угломер географической широты. Дополнительный диск жестко закреплен на стойке под углом 23°30Ъ к вертикали и с помощью фиксатора св зан с основным диском установленным под тем же углом. На основном диске размещены макеты Солнца, Земли и других планет солнечной системы. Основной и дополнительный диск оснащены съемными кольцами, на поверхности которых нанесены шкалы, необходимыми дл  демонстрации астрономических  влений. Циферблаты звездного и среднего времени жестко закреплены на стойке, линейка склонени  и угломер - на направл ющей. Планисфера позвол ет производить демонстрацию изменени  положени  солнечной системы в течение суток, астрономических  влений, св занных с изменением положени  плоскости эклиптики в пространстве в течение суток и на прот жении года, видимое годичное движение Солнца и др. 2 з.п. ф-лы, 6 ил.

Description

1

(21) 302575/31-12

(22)17.09.87

) 30.03.90. Бюл. № 12 (75) Р.И.Цветов (53) 629.11(088.8)

(56)Левитан Е.П. Методика преподавани  астрономии в средней школе. М.: Просвещение, 1965.

( АСТРОНОМИЧЕСКАЯ ПЛАНИСФЕРА Р.И.ЦВЕТОВА

(57)Изобретение относитс  к приборам дл  демонстрации астрономических  влений , св занных с изменением положени  планет солнечной системы, и обеспечивает расширение демонстрационных возможностей. Планисфера содержит основание, направл ющую, шарнирно св занную с основанием, стойку, смонтированную в направл ющей, основной

и вспомогательный диски., циферблаты звездного и среднего времени, линейку склонени  и угломер географической .

широты. Дополнительный диск жестко ( закреплен на стойке под углом 23 30 к вертикали и с помощью фиксатора св зан с основным диском, установленным под тем же углом. На основном диске размещены макеты Солнца, Земли и других планет солнечной системы. Основной и дополнительный диск оснащены съемными кольцами, на поверхности которых нанесены шкалы, необходимыми дл  демонстрации астрономических  влений. Циферблаты звездного и среднего времени жестко закреплены на стойке, линейка склонени  и угломер - на направл ющей. Планисфера позвол ет производить демонстрацию изменени  положени  солнечной системы в течение суток, астрономических  влений, св занных с изменением положени  плоскости эклиптики в пространстве в течение суток и на прот жении года, види- мое годичное движение Солнца и др. 2 з.п. ф-лы, 6 ил.

с

$

Изобретение относитс  к приборам дл  демонстрации астрономических  влений , св занных с изменением положений планет Солнечной системы, и может быть использовано в учебном процессе.

Цель изобретени  - расширение демонстрационных возможностей астрономической планисферы.

На фиг.1 изображена астрономическа  планисфера, общий вид спереди; на фиг.2 - то же, общий вид сбоку; на фиг.З основной диск; на фиг.k - дополнительный диск; на фиг.5 - приспособление Искусственный горизонт,

сд ел

4

вид спереди, на фиг.6 - то же, вид сверху.

Астрономическа  планисфера состоит из основани  1, направл ющей 2, шарнирно св занной с основанием, стойкой 3, смонтированной в направл ющей с возможностью вращени  относительно своей продольной оси, основного диска ( с размещенными на его поверхности макетом 5 Солнца, макетом 6 Земли и макетами других планет Солнечной системы , дополнительного диска 7, большого диаметра, расположенного под основным диском и жестко закрепленного на

стойке 3 под углом 66°3V к продольной оси стойки, циферблатов В и 9 соответственно звездного и среднего времени , смонтированных на стойке 3 в плоскост х перпендикул рных к ее продольной оси, линейки 10 склонени  и угломера 11 географической широты, установленных на направл ющей 2 в плоскости, проход щей через продольную ось стойки перпендикул рно основанию .

Дополнительный диск 7 расположен так, что его ось проходит через центр макета 6 Земли, где она геометрически пересекаетс  с продольной осью стойки 3 9 благодар  чему суточное вращение астрономической планисфера всегда происходит вокруг макета Земли , расположенного на линии продольной оси стойки 3, параллельной оси мира.

Дополнительный диск 7 снабжен фиксатором 12, св зывающим его с основным диском 4, установленным под тем же углом, Фиксатор 12 позвол ет про изводить как совместное вращение основного и дополнительного дисков, так и отдельное вращение основного диска вокруг оси макета 6 Земли,

Основной диск k оснащен шкалами гелиоцентрических долгот и календарных дат, а дополнительный диск 7 шкалами календарных дат, зодиакальны созвездий, геоцентрических долгот и знаков зодиака. Шкалы выполнены в виде съемных колец 13 и , установленных на периферии дисков,, с возможностью поворота относительно их центров . Шкалы дл  демонстрации астрономических  влений, наблюдаемых в Северном и Южном полушари х Земли, нанесены с разных сторон съемных колец 13 и И и имеют общие точки начала отсчета.

Кольца 13 и И снабжены выступами расположенными против дат осеннего равноденстви . Выступы указывают направление на точку весеннего равноденстви , Кольцо снабжено стопором 15 исключающим его неироизволь ный поворот.

На циферблатах 8 и Э, также выполненных в виде съемных колец, нанесен шкалы звездного и среднего времени дл  демонстраций на широтах Северно-

го и Южного полушарий Земли, i

Астрономическа  планисфера работает следующим образом„

S

0

5

35

40

Демонстрации астрономических  влений с помощью астрономической планисферы осуществл ют следующим образом.

Предварительно производ т подготовку астрономической планисферы, котора  заключаетс  в настройке ее на заданную дату, установке на основном диске макетов планет и Луны по данным из астрономического календар  и ориентации прибора в соответствии с географической широтой места демонстрации астрономических  влений,,

Астрономическую планисферу настраивают на ноль часов всемирного времени заданной даты, дл  чего кольцо i j поворачивают вокруг основного диска h так, чтобы заданна  дата оказалась над макетом 6 Земли

Затем основной диск k вместе с кольцом 13 поворачивают вокруг макета б Земли относительно дополнительного диска 7 так, чтобы заданна  дата на кольце 13 и та же дата на кольце И расположились одна над другой и на одной вертикальной линии с макетом 6 Земли и макетом 5 Солнца, в результате чего макет Солнца окажетс  в нижней кульминации, циферблат среднего времени устанавливаетс  на ноль часов, а циферблат звездного времени устанавливаетс  показани ми часов, соответствующими нулю часов всемирного времени заданной даты.

Макеты планет размещают в соответствии с их гелиоцентрическими долготами на ноль часов заданной даты« Расположение макета Луны на ее орбите производ т с учетом фазы Луны. Например , при демонстрации  влений на широтах Северного полушари  Земли макет Луны в фазе первой четверти устанавливают слева от линии проход щей через макеты Земли и Солнца, в полнолуние - позади макета Земли, т.е. на стороне, противоположной макету Солнца ,

в фазе третьей четверти - справа

5

0

от вышеуказанной линии, в Новолуние - между макетами Земли и Солниа.

Основной диск и дополнительный

диск 7 скрепл ют фиксатором 12,

i

Ориентацию астрономической планисферы производ т путем поворота стойки 3 относительно основани  1, В результате ориентации продольна  ось стойки 3 должна находитьс  под углом к плоскости горизонта, равным географической широте места демонстрации астрономических  влений, После выпрл515

нени  вышеуказанных работ астрономическа  планисфера готова к проведению демонстрации.

С помощью астрономической плани- феры могут быть продемонстрированы изменени  в течение суток положени  плоскости солнечной системы в пространстве , т.е. относительно плоскости горизонта, св занные с этим астроно- мические  влени  (восход, заход, кульминации светил и др.) их особенности и различи  в зависимости от географической широты места наблюдени , видимое годичное движение Солнца и его место среди1 знаков Зодиака, видимое положение Луны и планет в зо- дикальных созвезди х, соотношение среднего и звездного времени, одновременный показ и взаимосв зь видимо- го положени  Солнца, Луны и планет, на небе (геоцентрической картины) и их истинного положени  в Солнечной системе (гелиоцентрической картины)

и ДР.

При проведении р да демонстраций используют приспособление Искусственный горизонт, состо щее из двух идентичных элементов, каждый из которых содержит подставку 16, вертикаль- ную телескопическую стойку 17 закрепленную на подставке, и радиусную пластинку 18, жестко св занную с телескопической стойкой.

При демонстрации элементы приспособлени  Искусственный горизонт устанавливают слева и справа от астрономической планисферы так, чтобы макет Земли находилс  в плоскости радиусных пластин и в центре образуемой ими окружности.

Пример. Демонстрируют сходство и различие астрономических  влений , наблюдаемых в Северном и Южном полушари х Земли в один и тот же момент времени: в полдень 22 июн  198 года на одном меридиане и на одинаковой географической широте, округлено равной 56° (широта Москвы равна

j

Получение исходных данных.

Из астрономического календар  на 1987 год выписывают гелиоцентрические долготы планет на ноль часов всемирного времени, которые имеют следующие значени : дл  Меркури  - 247°, Венеры - 50°, Земли - 270°, Марса - 123 Юпитера - 13°,, Сатурна - . Фаза Луны на указанную дату - после тре

, - 0

5

.

5 0

5

0

5

О6

тьей четверти (новолуние - 26 июн ), Звездное врем  на ноль часов всемирного времени - 17ч 58 мин, азимут точек восхода и захода - ±137 , склонение Солнца - +23°26 , восход Солнца -Зч 13 мин, заход - 20 ч 50 мин Продолжительность дн  равна 1 7 ч 37 мин.

Настройку астрономической планисферы на географическую иироту 5б (широту Москвы) и ча ноль часов 22 июн  1987 года осуществл ют следующим образом. i

Стойку 3 с помощью угломера 11 устанавливают под углом 5бс к плоскости горизонта. Кольцо 13 поворачивают до тех пор, пока против макета Земли не расположетс  дата 22 июн  (или долгота, равна  270°). Основной диск 4 поворачивают относительно дополнительного диска 7 так, чтобы дат 22.июн  на дисках t и 7 оказалась одна над другой и обе они располагались бы на одной вертикальной линии с макетами Солнца и Земли. Циферблат среднего времени устанавливают цифрой О против индекса, а циферблат звездного, времени устанавливают против индекса на 17ч 58 мин.

Установку макетов планет и Луны осуществл ют следующим образом. Использу  шкалу гелиоцентрических долгот на кольце 13 устанавливают макеты планет и Луны в соответствии с данными астрономического календар . Слева и справа от астрономической планисферы помещают элементы приспособлени  Искусственный горизонт.

Суточное вращение астрономической планисферы при проведении демонстраций в Северном полушарии Земли осуществл етс  по направлению движени  часовой стрелки. Чтобы определить Б каком именно зодиакальном созвездии наблюдаетс  планета или Луна, мысленно провод т линию макет Земли - макет планеты до пересечени  этой линии с шкалой на кольце 1. Дл  определени  места Солнца среди зодиакальных знаков также мысленно провод т линию макет Земли - макет Солнца до пересечени  со шкалой знаков зодиака на кольце k.

Установленное таким путем видимое положение Солнца, Луны или планеты отмечаетс  кружком, прикрепл емым к краю диска 7 с изображением соответствующего астрономического символа.

Луна на кружке отмечаетс  в текущей фазе.

Диаметр кружка условно выражает  ркость светила в звездных величинах. Соединение Луны и планеты отмечают положением центров кружков относительно кра  дополнительного диска 7°

Перевел астрономической планисферы с всемирного времени на Московское летнее врем  осуществл ют следующим образом. Когда в Гринвиче О часов - в Москве k часа летнего времени. Разность долготы Гринвича и Москвы равна 2 ч 30 мин, Следовательно, нижн   кульминаци  Солнца в Мос кве - в 1 ч 30 мин летнего времени. Соответственно Московское звездное врем  - 16 ч 32 мин.

Перевод циферблаты 9 и 8 на Московское летнее врем  осуществл ют следующим образом. Враща  стойку 3 вокруг ее продольной оси в направлении движени  часовой стрелки, наблюдают св занные с отим астрономические  влени  за сутки (27. июн  1987 года).

Оценке видимости планет и Луны: Меркурий в лучах Солнца не виден, Венера в лучах Солнца не видна, Марс не виден, Юпитер виден ранним утром на Востоке (перед выходом Солнца в

созвездии Рыб,  ркость --1}8 звезд- ной величины-), Сатурн виден всю ночь (низко над горизонтом в созвездии Змееносца (Скорпиона),  ркость +0,3 звездной величины), Луна не видна. Склонение Солнца - +2Я°2б « Солнце вступило в зодиакальный знак Рака В Северном полушарии Земли началось астрономическое лето. Поодолжитель- ность дн  равна 17 ч 37 мин. Лень летнего солнцесто ни .

Настройку астрономической планисферы дл  демонстрации астрономических  влений,, наблюдаемых на широтах Южного полушари  Земли осуществл ют следующим образом.

При помощи угломера 11 поовер ют установку астрономической планисферы на географическую широту %° , Макеты планет и Луны снимают с астрономической планисферы и на основном риске 4 остаютс  только маке г 6 Земли и макет 5 Солнца.

Кольца 13 и 14 снимают, переворачивают и вновь устанавливают на свое место гыльной стороной к наблюдателю (к Южному полюсу Земли, к которому наблюдатель стоит спиной).

На .обоих кольцах дата 22 июн 

0

5

25

0

30

у верхнего кра . Последовательность мес цев на кольце И - по направлению движени  часовой стрелки.

Дополнительный диск 7 поворачиваетс  вместе со стойкой вокруг ее продольной оси так, тобы верхний край диска имел склонение плюс .

Основной диск устанавливают на нижнюю кульминацию Солнца. Астрономическую планисферу настраивают на нижнюю кульминацию Солнца.

Суточное вращение астрономической планисферы - против движени  часовой стрелки.

Используют те циферблаты звездного и среднего времени, часы на которых нарастают против движени  часовой стрелки. Врем  - Московское - летнее.

Установку макетов планет и Луны осуществл ют следующим образом. Макеты планет и Луны размещают на их орбитах согласно данным астрономического календар , как и дл  широт Северного полушари  Земли.

Взаимное расположение макетов планет и Луны представл ет теперь фигуру подобную той, какую имела бы их конфигураци  в Северном полушарииепри отражении в зеркале.

Наблюдатель стоит спиной к Южному полюсу Земли. Поэтому дл  него - Восток - правый край астрономической 35 планисферы; Запад - левый край; Север - Верхний край астрономической планисферы и Юг - нижний край.

Солнце, Луна и планеты восход т на Востоке, поднимаютс  в полдень к Северу и заход т на Западе, Дл  наблюдател  их движение по небу против движени  часовой стрелки.

Оценка видимости планет и Луны за сутки (22 июн  1987 года) на широте 56 Южного полушари  Земли.,

Поворачива  стойку J вокруг ее продольной оси против направлени  движени  часовой стрелки наблюдают суточное движение астрономической планисферы в целом, т.е. восход, кульминацию и заход Солнца, Луны и планет и зодиакальных созвездий. Склонение Солнца и других кульминирующих объектов определ ют при помощи линейки 10 склонени .

Из наблюдений на астрономической планисфере определ ют, что Меркурий не виден в лучах Солнца, Венера не видна в лучах Солнца, Марс не виден,,

40

45

50

55

Юпитер виден ранним утром на Северо- Востоке в созвездии Рыб, Сатурн виден в созвездии Змееносца (Скорпиона) всю ночь высоко над горизонтом, Луна не видна. Азимуты точек восхода и захода Солнца равны -и7° (от точки Севера ) . Склонение Солнца в полдень равно минус 23°26 , т.е. его высота над горизонтом равна . Продолжи- тельность дн  равна 6 ч 57 мин. 22 июн  Солнце вступило в зодиакальны знак Рака. В Южном полушарии Земли началась астрономическа  зима.

Предлагаема  астрономическа  пла- нисфера позвол ет расширить демонстрационные возможности, так как обеспечивает проведение демонстраций в любой точке земного шара,в любой момент суток, любой даты года.

Claims (3)

1. Астрономическа  планисфера, содержаща  основание, направл ющую, стойку, расположенную в направл ющей, закрепленный на стойке под углом к ее продольной оси диск с размещенными на его поверхности макетами Солнца, Земли, других планет солнечной систе- мы и шкалы гелиоцентрических долгот, отличающа с  тем, что, с целью расширени  демонстрационных возможностей, она снабжена оснащен7

ным шкалами календарных дат, зодиакальных созвездий, гелиоцентрических долгот и знаков зодиака дополнительным диском большего диаметра, расположенным под основным диском и закрепленным на стойке под тем же углом, циферблатами звездного и среднего времени, смонтированными на стойке в плоскост х, перпендикул рных ее продольной оси, линейкой склонени  и угломером географической широты, установленными на направл ющей в плоскости , проход щей через продопьную ось стойки перпендикул рно основанию, при этом направл юща  с основанием сосди нены шарнирно, стойка смонтирована в направл ющей с возможностью вращени  относительно продольной оси, а дополнительный диск снабжен фиксатором , св зывающим его с основным диском , и расположен так, что его ось проходит через центр макета Земли.

2.Планисфера по п .1, о т л и ч ю щ а   с   тем, что основной диск установлен с возможностью вращени  вокруг оси макета Земли и оснащен шкалой календарных дат.

3.Планисфера по п.1, о т л и ч а - ю щ а   с   тем, что шкалы основного и дополнительного дисков выполнены

в виде съемных колец, установленных на периферии дисков с возможностью поворота относительно их центров.

Фиг. а

В

16

Фиг. 5

Редактор АаРевин

Составитель В.Гойфман Техред М.Ходанич

Заказ

Тираж 378

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретени м и открыти м при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж-35, Раушска  наб., д. 4/5

Фиг.6

Корректор Л.Бескид

Подписное