專利名稱：晨昏儀的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種太陽出沒時(shí)刻直觀演示儀器，特別是一種晨昏儀。
現(xiàn)有技術(shù)中，太陽出沒時(shí)刻的資料是由天文臺(tái)提供的，至于地方時(shí)與標(biāo)準(zhǔn)時(shí)、世界時(shí)的換算，就得靠查表計(jì)算，沒有一種既可用于業(yè)余天文觀測，同時(shí)又可以供日常生活和教學(xué)用的太陽出沒時(shí)刻直觀演示儀器，因而在業(yè)余觀測和日常使用中存在諸多不便。
本實(shí)用新型的目的是要提供一種晨昏儀，它能直觀地演示地球上各受測點(diǎn)相應(yīng)目期的太陽出沒時(shí)刻，同時(shí)完成地方時(shí)與標(biāo)準(zhǔn)時(shí)、世界時(shí)的換算，此外還能形象地說明地軸傾斜且指向不變的原理，及其與四季和晝夜長短變化的關(guān)系。
本實(shí)用新型的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的在底座(1)上裝設(shè)環(huán)形整體支架(6)，沿垂線傾斜23°27′的地軸(8)的兩端固定在整體支架(6)上，整體支架(6)零度線所在平面上裝設(shè)有天赤道圈(4)和活動(dòng)圈(5)，活動(dòng)圈(5)上裝設(shè)有由相互垂直的子午圈(2)和晨昏圈(9)組成的圈架(15)，帶指示標(biāo)(10 )和黃道線(14)的地球儀(1)裝設(shè)在壓簧(11)調(diào)節(jié)定位的圈架(15)中。
整體支架(6)上標(biāo)有緯度刻度線，天赤道圈(4)上標(biāo)有表示太陽周日視位移和二十四節(jié)氣的刻度線，活動(dòng)圈(5)上標(biāo)有最小分度為4分鐘的二十四時(shí)刻度線，晨昏圈(9)上標(biāo)有相互平行的理論晨昏線(16)、實(shí)際晨昏線(17)、民用晨昏線(18)和天文晨昏線(19)四條圈線，指示標(biāo)(10)上刻有與地球儀(1)經(jīng)線相平行的縱向經(jīng)線(20)和與地球儀(1)緯線相平行的橫向緯線(21)?；顒?dòng)圈(5)由天赤道圈(4)上的托片(12)支承定位。晨昏圈(9)的兩個(gè)活動(dòng)支點(diǎn)(13)分別定位在活動(dòng)圈(5)上。用于圈架(15)調(diào)節(jié)定位的壓簧(11)套在地軸(8)上端。指示標(biāo)(10)的兩端分別套在地球儀(1)兩端的地軸(8)上。
本實(shí)用新型因?yàn)椴捎昧藢⒌厍騼x設(shè)置于由子午圈和晨昏圈組成的圈架中的結(jié)構(gòu)形式，所以其結(jié)構(gòu)十分簡單；同時(shí)由于太陽直射點(diǎn)定位和晨昏時(shí)刻給定同時(shí)進(jìn)行，所以可以測定任意時(shí)刻太陽的視位置，揭示四季交替和晝夜長短變化的成因；另外由于晨昏圈上標(biāo)有相互平行的理論晨昏線、實(shí)際晨昏線、民用晨昏線和天文晨昏線，可以測定各種晨昏時(shí)刻，所以具有功能多和適用范圍廣的特點(diǎn)。本實(shí)用新型還具有顯示直觀和使用方便的優(yōu)點(diǎn)。
本實(shí)用新型的具體結(jié)構(gòu)由以下的實(shí)施例及其附圖給出。


圖1是晨昏儀主視圖。
圖2是晨昏儀頂視圖。
圖中1、地球儀，2、子午圈，3、太陽，4、天赤道圈，5、活動(dòng)圈，6、整體支架，7、底座，8、地軸，9、晨昏圈，10、指示標(biāo)，11、壓簧，12、托片，13、活動(dòng)支點(diǎn)，14、黃道線，15、圈架，16、理論晨昏線，17、實(shí)際晨昏線，18、民用晨昏線，19、天文晨昏線，20、縱向經(jīng)線，21、橫向緯線。
在演示過程中，需要多次提到的本初子午線，時(shí)區(qū)中央子午線，南半球，北半球等，在地球儀上都有明顯的標(biāo)記。
在測量地球上某測點(diǎn)某測量日的晨昏時(shí)刻的過程中，首先將地球儀(1)上的本初子午線對準(zhǔn)天赤道圈(4)上的春分點(diǎn)，這時(shí)用手指使地球儀(1)暫時(shí)定位。再轉(zhuǎn)動(dòng)圈架(5)使子午圈(2)上的太陽(3)對準(zhǔn)天赤道圈(4)上與某測量日對應(yīng)的刻度，并且使太陽(3)對準(zhǔn)黃道線(14)，然后用地軸(8)上的壓簧(11)使圈架(15)定位。再轉(zhuǎn)動(dòng)指示標(biāo)(10)，使受測點(diǎn)相交于縱向經(jīng)線(20)，從橫向緯線(21)讀出受測點(diǎn)的地理緯度。這時(shí)指示標(biāo)(10)上的縱向經(jīng)線(20)與活動(dòng)圈(5)的空間交點(diǎn)，即表示相應(yīng)的實(shí)際日出日落時(shí)刻，即地球儀(1)一側(cè)為實(shí)際日出時(shí)刻，另一側(cè)是實(shí)際日落時(shí)刻。指示標(biāo)(10)與受測點(diǎn)地理緯度相對應(yīng)的刻度對準(zhǔn)民用晨昏線(18)、可以測出其民用晨昏時(shí)刻；對準(zhǔn)天文晨昏線(19)，可以測出其天文晨昏時(shí)刻。以上所測時(shí)刻均為地方時(shí)。
在進(jìn)行地方時(shí)與標(biāo)準(zhǔn)時(shí)、世界時(shí)換算的過程中，是在讀取某受測點(diǎn)太陽出沒時(shí)刻的同時(shí)，從受測點(diǎn)所在時(shí)區(qū)的中央子午線與活動(dòng)圈(5)相交處的刻度上，讀取受測點(diǎn)太陽出沒標(biāo)準(zhǔn)時(shí)；而從與本初子午線相對應(yīng)的時(shí)間刻度上，讀取受測點(diǎn)太陽出沒世界時(shí)。轉(zhuǎn)動(dòng)地球儀(1)，使受測點(diǎn)對準(zhǔn)民用晨昏線(18)，從與時(shí)區(qū)中央子午線和本初子午線相對應(yīng)的刻度上，分別讀取民用晨昏標(biāo)準(zhǔn)時(shí)和世界時(shí)；使受測點(diǎn)對準(zhǔn)天文晨昏線(19)，從與時(shí)區(qū)中央子午線和本初子午線相對應(yīng)的刻度上，分別讀取天文晨昏標(biāo)準(zhǔn)時(shí)和世界時(shí)。
在進(jìn)行四季交替和晝夜長短變化成因的演示過程中，首先是將地球儀(1)的本初子午線對準(zhǔn)天赤道圈(4)的春分點(diǎn)，地軸(8)向右傾斜，指向夏至點(diǎn)，逆時(shí)針方向轉(zhuǎn)動(dòng)圈架(15)，使太陽(3)轉(zhuǎn)動(dòng)到夏至點(diǎn)，太陽直射點(diǎn)正好達(dá)到北緯23°27′一線，北半球晝長夜短；沿逆時(shí)針方向?qū)⑻?3)繼續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)90，使其達(dá)到春分點(diǎn)，由于地軸(8)仍然向右傾斜，太陽直射線從側(cè)面射向赤道，地球各處晝夜半分；沿逆時(shí)針方向?qū)⑻?3)繼續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)90°，使其達(dá)到冬至點(diǎn)，由于地軸(8)總是保持向右傾斜23°27′的狀態(tài)，因而形成偏離太陽(3)的位置。太陽直射點(diǎn)落在南緯23°27′一線范圍之內(nèi)，北半球晝短夜長；當(dāng)太陽(3)轉(zhuǎn)動(dòng)到春分點(diǎn)時(shí)，出現(xiàn)與處在秋分點(diǎn)時(shí)的相似狀態(tài)。如此循環(huán)反復(fù)，四個(gè)季節(jié)便交替出現(xiàn)，從面揭示了地軸傾斜且指向不變的原理，及其與四季交替和晝夜長短變化的關(guān)系。
權(quán)利要求1.一種晨昏儀，其特征在于底座(9)上裝有環(huán)形整體支架(6)，沿垂線傾斜23°27′的地軸(8)的兩端固定在整體支架(6)上，整體支架(6)零度線所在平面裝設(shè)有天赤道圈(4)和活動(dòng)圈(5)，活動(dòng)圈(5)上裝設(shè)有由相互垂直的子午圈(2)和晨昏圈(9)組成的圈架，帶指示標(biāo)(10)和黃道線(14)的地球儀(1)裝設(shè)在由壓簧(11)調(diào)節(jié)定位的圈架(15)中。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的晨昏儀，其特征是整體支架(1)上標(biāo)有緯度刻度線，天赤道圈(4)上標(biāo)有表示太陽周日視位移和二十四節(jié)氣的刻度線，活動(dòng)圈(5)上標(biāo)有最小分度為4分鐘的二十四時(shí)刻度線，晨昏圈(9)上標(biāo)有相互平行的理論晨昏線(16)，實(shí)際晨昏線(17)、民用晨昏線(18)和天文晨昏線(19)四條圈線、指示標(biāo)(10)上刻有與地球儀(1)經(jīng)線相平行的縱向經(jīng)線(20)和與地球儀(1)緯線相平行的橫向緯線(21)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的晨昏儀，其特征是活動(dòng)圈(5)由天赤道圈(4)上的托片(12)支承定位。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的晨昏儀，其特征是晨昏圈(9)的兩個(gè)活動(dòng)支點(diǎn)(13)分別定位在活動(dòng)圈(5)上。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的晨昏儀，其特征是用于圈架(15)調(diào)節(jié)定位的壓簧(11)套在地軸(8)上端。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的晨昏儀，其特征是指示標(biāo)(10)的兩端分別套在地球儀(1)兩端的地軸(8)上。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種太陽出沒時(shí)刻直觀演示儀器，特別是一種晨昏儀。該晨昏儀采用的底座上配置環(huán)形整體支架，整體支架上設(shè)置天赤道圈、活動(dòng)圈和圈架，圈架中設(shè)置地球儀和指示標(biāo)，地軸固定在整體支架上的結(jié)構(gòu)形式。晨昏圈上標(biāo)有理論晨昏線，實(shí)際晨昏線、民用晨昏線和天文晨昏線。利用各圈線間相對位置變化，顯示地球上各地任一日期的各種晨昏時(shí)刻，同時(shí)完成地方時(shí)與標(biāo)準(zhǔn)時(shí)，世界時(shí)換算，具有結(jié)構(gòu)簡單，顯示直觀和使用方便的優(yōu)點(diǎn)。
文檔編號G04B49/00GK2078895SQ9022379
公開日1991年6月12日 申請日期1990年11月13日 優(yōu)先權(quán)日1990年11月13日
發(fā)明者陳咸珣 申請人:陳咸珣