教學(xué)與科普天球儀的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明的一種教學(xué)與科普天球儀，涉及教育技術(shù)、天文科學(xué)、地球與空間科學(xué)的學(xué)校教育教學(xué)、城鄉(xiāng)科學(xué)普及與天體空間研究領(lǐng)域，旨在解決大學(xué)、中學(xué)、小學(xué)教學(xué)天文與地理缺乏星球空間教學(xué)儀器及制作使用天球儀的設(shè)計(jì)方案和技術(shù)等問題。本發(fā)明由四色地圖地球儀(1)、透明天球儀(2)、赤道經(jīng)度大圓盤(3)、雙耳弓形緯度半圓盤(4)、天球軸(5)、金屬圓孔平墊(6)兩個(gè)、橡膠套管(7)兩個(gè)和基座(8)構(gòu)成，用來(lái)演示天文和地球與空間科學(xué)中地球儀的北回歸線、南回歸線，天球儀上的天赤道、黃道、白道、天赤道分度線、經(jīng)緯度空間模型，地理24節(jié)氣、星空中88個(gè)星座、中國(guó)星官28個(gè)星宿等恒星與行星的大致位置及其教學(xué)與科普88個(gè)星座知識(shí)中的自然現(xiàn)象。
【專利說明】教學(xué)與科普天球儀

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明專利涉及大學(xué)、中學(xué)、小學(xué)的天文知識(shí)教學(xué)領(lǐng)域和在城市、農(nóng)村對(duì)廣大人民群眾進(jìn)行科學(xué)知識(shí)普及，特別涉及引導(dǎo)我國(guó)13億人民認(rèn)識(shí)古希臘天文學(xué)家發(fā)現(xiàn)天空中88個(gè)星座和中國(guó)古代天文學(xué)家發(fā)現(xiàn)天穹中28個(gè)星宿大致位置的天文科學(xué)現(xiàn)象、自然科學(xué)天體運(yùn)動(dòng)規(guī)律和天文、地球、星空教學(xué)與研究領(lǐng)域的一種教學(xué)與科普天球儀。

【背景技術(shù)】
[0002]改革開放35年來(lái)，因?yàn)槲鞣轿幕瘽B透和引進(jìn)，在我國(guó)東南西北城市農(nóng)村廣大學(xué)生中，無(wú)不以古希臘天文學(xué)家發(fā)現(xiàn)天空中88個(gè)星座來(lái)認(rèn)識(shí)人的吉兇禍福與榮辱升遷，甚至擇業(yè)與用人，封建迷信活動(dòng)還用中國(guó)古代天文學(xué)家發(fā)現(xiàn)天穹中的28個(gè)星宿來(lái)左右人們家庭生產(chǎn)與生活，學(xué)校教學(xué)中缺乏天球儀教具，教學(xué)與天體星空世界有關(guān)的知識(shí)缺乏實(shí)物模型，與星空世界有關(guān)的許多啟蒙知識(shí)，靠教師及家長(zhǎng)的無(wú)知和天球儀器的缺乏去教學(xué)，使得13億人民真正了解星空世界基本科學(xué)知識(shí)的人不多，甚至連高校天文或地理專業(yè)的學(xué)生對(duì)天球儀的知識(shí)和認(rèn)識(shí)知之甚少。
[0003]某些學(xué)校實(shí)驗(yàn)室配有不透明的天球儀，由于眾多星座標(biāo)注不清晰的原因，使得師生在實(shí)驗(yàn)室以墻壁為參照物來(lái)認(rèn)識(shí)天球，很難建立讀者站在地球上體驗(yàn)星空世界和站在天球外感覺宇宙空間形象來(lái)建立星際世界無(wú)限的空間觀念。
[0004]由浙江省寧波市嘉禾教學(xué)儀器有限公司生產(chǎn)制作的《透明天球儀》，存在不少缺陷，主要是其結(jié)構(gòu)中的天球軸為一根直徑為4mm的鐵絲穿過一個(gè)直徑為60mm的地球儀，并且用石臘固定小地球儀的南北兩極，讀者在使用過程中轉(zhuǎn)動(dòng)天球軸，地球儀容易松動(dòng)滑落，產(chǎn)生不良的演示效果，地球儀球面上各個(gè)國(guó)家的顏色超過了 5種，顏色過多且文字太小，影響讀者通過天球觀察地球，了解天文和地理相關(guān)信息，其說明書太簡(jiǎn)，使用這種天球儀，大多數(shù)教師認(rèn)為與當(dāng)代中小學(xué)教學(xué)無(wú)關(guān)，中學(xué)生和大學(xué)生不知道地球儀上的經(jīng)緯度與天球儀球面上360°分度線之間關(guān)系，對(duì)于地球儀經(jīng)緯度與天球儀經(jīng)緯度的區(qū)別與聯(lián)系更為湖涂。
[0005]發(fā)明人指導(dǎo)學(xué)生創(chuàng)新發(fā)明，2013年取得的實(shí)用新型專利《透明四色經(jīng)緯度天球儀》(專利號(hào):201320212205.7)，是在前述兩種天球儀的基礎(chǔ)上改進(jìn)而成，由于工作學(xué)習(xí)太忙以及參加第28屆縣、市、省、全國(guó)青少年科技創(chuàng)新大賽，急于參賽和申報(bào)專利等各方面的原因，在設(shè)計(jì)和試驗(yàn)過程中尊重學(xué)生的意愿，有幾個(gè)方面考慮不周，設(shè)計(jì)欠妥。制作、試驗(yàn)和使用《透明四色經(jīng)緯度天球儀》，發(fā)現(xiàn)在地球儀南半球的球殼上和赤道經(jīng)度大圓盤上各鉆3至4個(gè)小孔，工序太麻煩，由于地球儀球殼厚度有限，鉆孔過程中容易穿破球殼，損壞南半球，而且用小螺絲釘把赤道經(jīng)度大圓盤固定在南半球上以后，受天氣炎熱和氣候寒冷的驟冷驟熱變化，使得螺絲松動(dòng)，影響演示的效果。在旋轉(zhuǎn)天球軸時(shí)，緯度半圓盤容易從天球軸脫離，卡在天球殼內(nèi)，影響天球軸帶動(dòng)地球儀和赤道經(jīng)度大圓盤轉(zhuǎn)動(dòng)，特別是，應(yīng)用不銹鋼圓柱體制作天球軸，鉆孔極難，無(wú)論是在天球軸上用焊接金屬柱的技術(shù)來(lái)固定緯度半圓盤，以及在緯度半圓盤上和天球軸上分別鉆孔，用螺絲把緯度半圓盤固定在天球軸上，都容易使緯度半圓盤從固定在天球軸上的位置因螺絲逐漸松動(dòng)后脫落，影響了透明四色經(jīng)緯度天球儀的使用壽命、產(chǎn)品質(zhì)量和演示效果。本發(fā)明是透明四色經(jīng)緯度天球儀的赤道經(jīng)度大圓盤上印刷的半徑線和緯度半圓盤上印刷的“半徑線都是黑色的，通過透明有機(jī)玻璃的反射作用，使用時(shí)觀察效果不太清楚，眾多用戶建議改正，本發(fā)明分別使用紅色和紫色來(lái)克服這一弱點(diǎn)，取得良好的發(fā)明效果，使得本發(fā)明經(jīng)過近兩年的改進(jìn)與試驗(yàn)，在克服上述眾多缺陷的基礎(chǔ)上產(chǎn)生了在該領(lǐng)域內(nèi)的關(guān)鍵技術(shù)形成的發(fā)明。
[0006]在我國(guó)廣大城市和農(nóng)村，上至院士，下至農(nóng)民中的文盲，沒有多少人見過《透明四色經(jīng)緯度天球儀》和其它天球儀，對(duì)天球上88個(gè)星座也知之甚少，近10多年來(lái)，有眾多的封建迷信傳播的信徒和邪教信徒利用部分星空世界的星座和中國(guó)星空28個(gè)星宿迷信工人、農(nóng)民和少數(shù)干部，這些受到影響的工人、農(nóng)民和干部皆因?qū)π强帐澜缣煳目茖W(xué)知識(shí)知之甚少而上當(dāng)受騙，有的不能自拔。因此，在天文科學(xué)普及的理論上和地球與空間科學(xué)文化的過程中有必要在制作和使用天球儀的技術(shù)與方法等幾個(gè)方面進(jìn)行創(chuàng)新、創(chuàng)造與發(fā)明，對(duì)現(xiàn)有天球儀進(jìn)行必要的技術(shù)改進(jìn)和應(yīng)用方法創(chuàng)新，發(fā)明制作本發(fā)明的教學(xué)與科普天球儀。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本發(fā)明專利旨在解決大學(xué)、中學(xué)、小學(xué)教學(xué)天文科學(xué)知識(shí)與在城市、農(nóng)村對(duì)廣大人民群眾進(jìn)行天文科學(xué)知識(shí)普及缺乏基本的教學(xué)儀器，通過說明書介紹88個(gè)星座，通過說明書介紹88個(gè)星座，以提供一種便于制作，演示效果直觀、準(zhǔn)確、應(yīng)用范圍較大，科學(xué)原理和科學(xué)知識(shí)確切、制作方法和技術(shù)可靠，便于師生和讀者認(rèn)識(shí)星空，理解天文科學(xué)和應(yīng)用空間科學(xué)的一種教學(xué)與科普天球儀。
[0008]本發(fā)明專利的目的是通過以下的技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的。
[0009]本發(fā)明專利的一種教學(xué)與科普天球儀，其特征在于:由四色地圖地球儀(I)、透明天球儀(2)、赤道經(jīng)度大圓盤(3)、雙耳弓形緯度半圓盤(4)、天球軸(5)、金屬圓孔平墊(6)兩個(gè)、橡膠套管(7)兩個(gè)和基座(8)構(gòu)成。赤道經(jīng)度大圓盤(3)安裝在四色地圖地球儀(I)的南半球上，使得印有紅色的360條半徑線的面跟南半球的赤道在同一個(gè)平面內(nèi)，把四色地圖地球儀(I)的北半球蓋在赤道經(jīng)度大圓盤(3)上，再用少量粘合劑固定，使得南北兩個(gè)半球看起來(lái)仍顯示出跟中間沒有夾住透明的赤道經(jīng)度大圓盤(3) —樣的效果，這時(shí)插入天球軸(5)，使其穿過赤道經(jīng)度大圓盤(3)中心的圓孔和四色地圖地球儀(I)上南北兩極的小孔，雙耳弓形緯度半圓盤(4)通過內(nèi)卡口垂直地卡于赤道經(jīng)度大圓盤(3)的外卡口，雙耳弓形緯度半圓盤(4)的雙耳卡于天球軸(5)的兩個(gè)卡口內(nèi)，雙耳弓形緯度半圓盤(4)挖去的部分卡住四色地圖地球儀(I)，先在天球軸(5)上北天極卡口位置安裝一個(gè)金屬圓孔平墊(6)，再套上一個(gè)橡膠套管(7)，又在天球軸(5)上南天極卡口位置安裝一個(gè)金屬圓孔平墊(6)，也套上一個(gè)橡膠套管(7)，置入透明天球(2)的南半球內(nèi)，被透明天球儀(2)的北半球蓋住，使天赤道0°刻度線正對(duì)，最后用專用透明膠把透明天球儀(2)的南北兩個(gè)半球固定，通過天球軸(5)把四色地圖地球儀(I)、透明天球儀(2)和雙耳弓形緯度半圓盤(4)固定在透明天球儀(2)球殼的內(nèi)部，裝配制成本發(fā)明的教學(xué)與科普天球儀。
[0010]本發(fā)明所述的四色地圖地球儀⑴是根據(jù)發(fā)明人的發(fā)明專利《四色地圖地球儀》制作出來(lái)的，球面上220多個(gè)國(guó)家和地區(qū)只有4種不同的顏色，就將它們?cè)谶吔缇€區(qū)別開來(lái)，使得具有共同邊界的國(guó)家或地區(qū)顏色不同，球面上各國(guó)家的顏色是根據(jù)發(fā)明人的《四色地圖地球儀》專利中所述四色地圖串圈著色理論和四色地圖串圈計(jì)算方法計(jì)算出來(lái)再計(jì)制作完成；四色地圖地球儀(I)分南北兩個(gè)半球，南半球球殼內(nèi)側(cè)厚度一半處向內(nèi)向上有多余半球且厚度為半球球殼厚度的一半的一個(gè)圓環(huán)，北半球球殼中間位置向內(nèi)由赤道向北極挖去了一個(gè)圓環(huán)套，使得北半球的圓環(huán)套可與南半球的圓環(huán)齒合，并在南北球球殼多余的圓環(huán)上，以0°和180°，東經(jīng)90°和西經(jīng)90°各為中心位置，分別向兩側(cè)往赤道方向共開有4個(gè)弧形缺口至赤道的卡口，卡口的長(zhǎng)度約等于四色地圖地球儀(I)赤道長(zhǎng)的八分之一，卡口的寬度等于四色地圖地球儀(I)球殼厚度的一半。
[0011]本發(fā)明所述的透明天球儀(2)是由浙江省寧波市嘉禾教學(xué)儀器有限公司按國(guó)家天文科學(xué)有關(guān)規(guī)定制作出來(lái)的。
[0012]本發(fā)明所述的赤道經(jīng)度大圓盤(3)是用透明的有機(jī)玻璃和改進(jìn)實(shí)用新型專利《透明四色經(jīng)緯度天球儀》(專利號(hào):ZL201320212205.7)的技術(shù)方案制作，它的直徑略小于透明天球儀球殼的內(nèi)直徑，下表面印刷360等分圓周的360條紅色半徑線，相鄰兩條半徑線的夾角為1°，在中心位置鉆有I個(gè)小孔，小孔的直徑等于天球軸(5)的直徑，任選一條半徑線表示0°經(jīng)線，反向印刷“本初子午線”5個(gè)漢字，確定本初子午線的位置，在逆時(shí)針方向上，從0°半徑線開始，每間隔10°，分別標(biāo)注東經(jīng)0°，東經(jīng)10°，東經(jīng)20°，東經(jīng)30°，東經(jīng)40°，東經(jīng)50°，東經(jīng)60°，東經(jīng)70°，東經(jīng)80°，東經(jīng)90°，東經(jīng)100°，東經(jīng)110°，東經(jīng)120°，東經(jīng)130°，東經(jīng)140°，東經(jīng)150°，東經(jīng)160°，東經(jīng)170°，東經(jīng)180°各半徑線；在順時(shí)針方向上，從0°半徑線開始，每間隔10°，分別標(biāo)注西經(jīng)0°，西經(jīng)10°，西經(jīng)20°，西經(jīng)30°，西經(jīng)40°，西經(jīng)50°，西經(jīng)60°，西經(jīng)70°，西經(jīng)80°，西經(jīng)90°，西經(jīng)100°，西經(jīng)110°，西經(jīng)120°，西經(jīng)130°，西經(jīng)140°，西經(jīng)150°，西經(jīng)160°，西經(jīng)170°，西經(jīng)180°各半徑線。其中，西經(jīng)0°與東經(jīng)0°重合，西經(jīng)180°和東經(jīng)180°重合；在0°經(jīng)線中間位置向外側(cè)往西經(jīng)方向開挖一條窄縫似的外卡口，外卡口的寬度等于雙耳弓形緯度半圓盤(4)的厚度，又在距中心的半徑等于四色地圖地球儀(I)內(nèi)徑處，分別以東經(jīng)45°，東經(jīng)135°，西經(jīng)45°，西經(jīng)135°為中間位置，向外開挖4個(gè)圓孤形槽的卡口，卡口的弧長(zhǎng)約等于赤道長(zhǎng)的八分之一，卡口的寬度等于四色地圖地球儀(I)南半球上多余的內(nèi)環(huán)的厚度，也等于四色地圖地球儀(I)球殼厚度的一半，能把赤道經(jīng)度大圓盤(3)卡在四色地圖地球儀(I)的南半球上，使赤道經(jīng)度大圓盤(3)的下表面的紅色半徑線及其文字信息，與四色地圖地球儀(I)南半球的赤道在同一平面內(nèi)。
[0013]本發(fā)明所述的雙耳弓形緯度半圓盤(4)由透明的有機(jī)玻璃制成，由I個(gè)半徑跟赤道經(jīng)度大圓盤(3)半徑相同的半圓形與多于天球軸(5)中心剖面一半的一個(gè)曲邊矩形合成的雙耳弓形，雙耳的寬度不超過天球軸(5)的直徑，以弓形所在圓的圓心為中心，印刷有180等分半圓的181條紫色的半徑線，中間的一條半徑叫做0°緯線，在逆時(shí)針方向上，從O。半徑線開始，每間隔10°，分別標(biāo)注北緯0°，北經(jīng)10°，北緯20°，北緯30°，北緯40。，北緯50°，北緯60°，北緯70°，北緯80°，北緯90°各條半徑線；在順時(shí)針方向上，從O。半徑線開始，每間隔10°，分別標(biāo)注南緯0°，南經(jīng)10°，南緯20°，南緯30°，南緯40°，南緯50°，南緯60°，南緯70°，南緯80°，南緯90°各條半徑線；在0°緯線上北緯方向從中心位置開始，向外開挖一條窄縫似的內(nèi)卡口，內(nèi)卡口的長(zhǎng)度等于赤道經(jīng)度大圓盤
(3)半徑的一半，外卡口的寬度等于赤道經(jīng)度大圓盤(3)的厚度，從中心開始，在0°緯度南緯方向，開挖一個(gè)半徑等于四色地圖地球儀(I)半徑且中心角為90°的直角扇形，在0°緯線北緯方向，先開挖寬度等于赤道經(jīng)度大圓盤(3)的厚度、長(zhǎng)度等于四色地圖地球儀(I)的半徑的曲邊梯形，再往北緯方向開挖一個(gè)半徑等于四色地圖地球儀(I)的半徑且中心角為90°的直角扇形，同時(shí)挖穿雙耳弓形緯度半圓盤(4)半圓形外多余的曲邊矩形。
[0014]本發(fā)明所述的天球軸(5)由不銹鋼圓柱體材料制作，其中部為圓柱體形，長(zhǎng)度等于四色地圖地球儀(I)的直徑，再加上赤道經(jīng)度大圓盤(3)厚度的和，由天球軸(5)中間一段圓柱體形向外，兩方各剖去圓柱的一半，使得兩個(gè)剖面在同一個(gè)平面上，兩個(gè)剖面的長(zhǎng)度與中間那段圓柱的長(zhǎng)度之和等于雙耳弓形緯度半圓盤(4)下表面內(nèi)半圓的直徑，與兩個(gè)剖面相鄰，又各留一段圓柱體形，并由剖面開始，在向外的方向上各開挖一個(gè)卡口，以雙耳弓形緯度半圓盤(4)的雙耳各能插入其中一個(gè)卡口適宜，天球軸(5)兩端各是一段直徑小于天球軸(5)的直徑的外螺蚊。
[0015]本發(fā)明所述的金屬圓孔平墊(6)是市場(chǎng)上廣泛銷售的標(biāo)準(zhǔn)金屬件，平墊中心有一個(gè)圓孔，孔的直徑等于天球軸(5)的直徑。
[0016]本發(fā)明所述的橡膠套管(7)是內(nèi)直徑略小于天球軸(5)的直徑，是具有彈性和收縮力的管狀零件，稍微擴(kuò)張可套在天球軸(5)上開挖了卡口的位置且已經(jīng)安裝雙耳弓形緯度半圓盤(4)的雙耳的那段圓柱體形上，并把金屬圓孔平墊￠)固定在天球軸(5)卡口的位置上。
[0017]本發(fā)明所述的基座(8)是半圓形緯度支架和底座構(gòu)成，由螺絲連接，緯度支架上半圓形緯度支架的一個(gè)面上有181條刻度線，180等分了支架上的半圓形，最中間的一條刻度線標(biāo)有阿拉伯?dāng)?shù)字“0”，在順時(shí)針和逆時(shí)針方向上，從O開始，每間隔10°，分別標(biāo)注的阿拉伯?dāng)?shù)字是 10，20，30，40，50，60，70，80，90，
[0018]發(fā)明專利《教學(xué)與科普天球儀》的有益效果
[0019]1.應(yīng)用四色地圖串圈計(jì)算方法和四色地圖串圈著色理論計(jì)算四色地圖。
[0020]2.應(yīng)用教學(xué)與科普天球儀演示天赤道、地赤道、北回歸線、南回歸線、南極圈、北極圈等概念。
[0021]3.演示太陽(yáng)相對(duì)地球在空天中運(yùn)行的軌道-黃道,黃道所在的平面與地赤道所在的平面的交角，即黃道與赤道經(jīng)度大圓盤(3)的夾角約為23° 26'。
[0022]4.演示天赤道360等分線，在360°的范圍內(nèi)，天赤道上360條分度線跟地球儀上東經(jīng)、西經(jīng)各度數(shù)的關(guān)系。
[0023]5.演示地球上一年中的24個(gè)節(jié)氣在黃道中太陽(yáng)的位置及其大致的日期，并用天赤道0°分線與地赤道子初子午線確定的0°經(jīng)線對(duì)應(yīng)，把地球儀當(dāng)作參照物，即觀察者站在地球上，用地球儀上的經(jīng)緯度來(lái)描述太陽(yáng)位置的經(jīng)緯度。
[0024]6.按天球儀上天赤道的分度線和東經(jīng)、西經(jīng)、南緯、北緯等概念共同描述天球儀球面上的88個(gè)星座和28個(gè)星宿，在科學(xué)普及的前提下，用科學(xué)的天文知識(shí)教育民眾，破除西方應(yīng)用88個(gè)星座確定命運(yùn)和國(guó)內(nèi)利用28個(gè)星宿創(chuàng)造迷信封建意識(shí)。
[0025]7.本發(fā)明的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，原理科學(xué)，設(shè)計(jì)更加趨向合理，制作工藝更加簡(jiǎn)化，制造技術(shù)要求不太高、安全、環(huán)保，安裝與使用方便，演示效果和范圍拓寬，既有利于大學(xué)、中學(xué)、小學(xué)教學(xué)天文、地理等地球與空間科學(xué)知識(shí)，作演示實(shí)驗(yàn)與學(xué)生動(dòng)手試驗(yàn)、演示與制作，又能用于全社會(huì)對(duì)人們進(jìn)行天文、地理等科學(xué)知識(shí)與文化活動(dòng)普及，樹立人們的空間觀念與太空意識(shí)，在天文科學(xué)文化自覺與知識(shí)技能積累以后，不斷抵制、反對(duì)和根除迷信與邪教。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0026]圖1是本發(fā)明的教學(xué)與科普天球儀結(jié)構(gòu)示意圖。
[0027]圖2是本發(fā)明的四色地圖地球儀(I)的示意圖。
[0028]圖3是本發(fā)明的透明天球儀(2)的示意圖。
[0029]圖4是本發(fā)明的赤道經(jīng)度大圓盤(3)的示意圖。
[0030]圖5是本發(fā)明的雙耳弓形緯度半圓盤(4)的示意圖。
[0031]圖6是本發(fā)明的天球軸(5)的示意圖。
[0032]圖7是本發(fā)明的金屬圓孔平墊(6)的示意圖。
[0033]圖8是本發(fā)明的橡膠套管(7)的示意圖。
[0034]圖9是本發(fā)明的基座⑶的不意圖。
[0035]圖中標(biāo)號(hào)說明
[0036]I四色地圖地球儀、2透明天球儀、3赤道經(jīng)度大圓盤、4雙耳弓形緯度半圓盤、5天球軸、6金屬圓孔平墊、7橡膠套管、8基座。

【具體實(shí)施方式】
[0037]本發(fā)明發(fā)明的詳細(xì)結(jié)構(gòu)、應(yīng)用原理、作用與功效，參見附圖1至圖9，通過如下的實(shí)施方案予以具體說明。
[0038]本發(fā)明的教學(xué)與科普天球儀的詳細(xì)結(jié)構(gòu)，其特征在于:由四色地圖地球儀(I)、透明天球儀(2)、赤道經(jīng)度大圓盤(3)、雙耳弓形緯度半圓盤(4)、天球軸(5)、金屬圓孔平墊
(6)兩個(gè)、橡膠套管(7)兩個(gè)和基座(8)等構(gòu)成；其中，赤道經(jīng)度大圓盤(3)被四色地圖地球儀(I)南北兩個(gè)半球通過4個(gè)圓弧形卡口卡住，被粘合劑固定，赤道經(jīng)度大圓盤(3)下表面印刷了 360等分圓周的360條紅色半經(jīng)線跟四色地圖地球儀(I)的赤道在同一個(gè)平面上，天球軸(5)順次穿過四色地圖地球儀(I)北極的圓孔、赤道經(jīng)度大圓盤(3)中心的圓孔和四色地圖地球儀(I)南極的圓孔，雙耳弓形緯度半圓盤(4)的下表面印刷了 180等分半圓的181條紫色的半徑線，其內(nèi)卡口通過赤道經(jīng)度大圓盤(3)的外卡口，互相垂直，雙耳弓形緯度半圓盤(4)上挖去的部分卡住四色地圖地球儀(I)，雙耳弓形緯度半圓盤(4)的雙耳卡于天球軸(5)的兩個(gè)卡口內(nèi)，先各安放一個(gè)金屬圓孔平墊(6)套住天球軸(5)卡口處的圓柱及雙耳弓形緯度半圓盤(4)的雙耳，用兩個(gè)橡膠套管(7)各套住天球軸(5)開有卡口的圓柱段和雙耳弓形緯度半圓盤(4)的雙耳，使雙耳弓形緯度半圓盤(4)的雙耳和金屬圓孔平墊(6)被橡膠套管(7)固定在天球軸(5)的卡口處，置于透明天球儀(2)的兩個(gè)半球殼內(nèi)，用專用透明膠固定透明天球儀(2)的南北兩個(gè)半球，安裝在基座(8)的緯度器上，通過天球軸(5)把四色地圖地球儀(I)、赤道經(jīng)度大圓盤(3)和雙耳弓形緯度半圓盤(4)安裝在透明天球儀(2)透明球殼的內(nèi)部，制成本發(fā)明的教學(xué)與科普天球儀。
[0039]實(shí)施本發(fā)明的部分技術(shù)方案，可利用現(xiàn)有地球儀生產(chǎn)廠家最好的技術(shù)生產(chǎn)制作質(zhì)量較好的四色地圖地球儀(I)，利用有關(guān)教學(xué)儀器廠生產(chǎn)透明天球儀(2)的球殼、基座(8)，利用全國(guó)各地標(biāo)準(zhǔn)件廠定點(diǎn)生產(chǎn)天球軸(5)，金屬圓孔平墊(6)和橡膠套管(7)，利用生產(chǎn)三角板、量角器的工廠技術(shù)和設(shè)備生產(chǎn)赤道經(jīng)度大圓盤(3)和雙耳弓形緯度半圓盤(4)，利用這些零件，組裝成質(zhì)量較好的教學(xué)與科普天球儀。
[0040]參見圖1，本發(fā)明發(fā)明的教學(xué)與科普天球儀，其特征在于:所述四色地圖地球儀(I)，是根據(jù)發(fā)明人的發(fā)明專利《四色地圖地球儀》制作出來(lái)的，球面上220多個(gè)國(guó)家和地區(qū)只有4種不同的顏色，就將它們?cè)谶吔缇€區(qū)別開來(lái)，使得具有共同邊界的國(guó)家或地區(qū)顏色不同，球面上各國(guó)家的顏色是根據(jù)發(fā)明人《四色地圖地球儀》專利中所述四色地圖串圈著色理論和四色地圖串圈計(jì)算方法計(jì)算出來(lái)再設(shè)計(jì)制作完成；四色地圖地球儀(I)分南北兩個(gè)半球，南半球球殼內(nèi)側(cè)厚度一半處向內(nèi)向上有多余半球且厚度為半球球殼的一半的一個(gè)圓環(huán)，北半球球殼中間位置向內(nèi)由赤道向北挖去了一個(gè)圓環(huán)套，使得北半球的圓形套與南北球的圓環(huán)齒合，并在南北球球殼多余的圓環(huán)上，以0°和180°，東經(jīng)90°和西經(jīng)90°各為中心位置，分別向兩側(cè)往赤道方向共開有4個(gè)弧形缺口至赤道的卡口，卡口的長(zhǎng)度約等于赤道長(zhǎng)的八分之一，卡口的寬度等于四色地圖地球儀(I)球殼厚度的一半。
[0041]參見圖2，本發(fā)明發(fā)明的教學(xué)與科普天球儀，其特征在于:所述透明天球儀(2)是由浙江省寧波市嘉禾教學(xué)儀器有限公司按國(guó)家天文科學(xué)有關(guān)規(guī)定制作出來(lái)的。
[0042]參見圖3，本發(fā)明發(fā)明的教學(xué)與科普天球儀，其特征在于:所述赤道經(jīng)度大圓盤
(3)是用透明的有機(jī)玻璃和部分改進(jìn)實(shí)用新型專利《透明四色經(jīng)緯度天球儀》(專利號(hào):201320212205.7)的技術(shù)方案制作，它的直徑略小于透明天球儀球殼的內(nèi)直徑，下表面印刷360等分圓周的360條紅色半徑線，相鄰兩條半徑線的夾角為1°，在中心位置鉆有I個(gè)小孔，小孔的直徑等于天球軸(5)的直徑，任選一條半徑線表示0°經(jīng)線，反向印刷“本初子午線”5個(gè)漢字，確定本初子午線的位置，在逆時(shí)針方向上，從0°半徑線開始，每間隔10°，分別標(biāo)注東經(jīng)0°，東經(jīng)10°，東經(jīng)20°，東經(jīng)30°，東經(jīng)40°，東經(jīng)50°，東經(jīng)60°，東經(jīng)70°，東經(jīng)80°，東經(jīng)90°，東經(jīng)100°，東經(jīng)110°，東經(jīng)120°，東經(jīng)130°，東經(jīng)140°，東經(jīng)150°，東經(jīng)160°，東經(jīng)170°，東經(jīng)180°各半徑線；在順時(shí)針方向上，從0°半徑線開始，每間隔10° ,分別標(biāo)注西經(jīng)0°，西經(jīng)10°，西經(jīng)20° ,西經(jīng)30°，西經(jīng)40°，西經(jīng)50°，西經(jīng)60°，西經(jīng)70°，西經(jīng)80°，西經(jīng)90°，西經(jīng)100°，西經(jīng)110°，西經(jīng)120°，西經(jīng)130°，西經(jīng)140°，西經(jīng)150°，西經(jīng)160°，西經(jīng)170°，西經(jīng)180°各半徑線。其中，西經(jīng)0°與東經(jīng)0°重合，西經(jīng)180°和東經(jīng)180°重合；在0°經(jīng)線中間位置向外側(cè)往西經(jīng)方向開挖一條窄縫似的卡口，外卡口的寬度等于雙耳弓形緯度半圓盤(4)的厚度，又在距中心的半徑等于四色地圖地球儀(I)內(nèi)徑處，分別以東經(jīng)45°，東經(jīng)135°，西經(jīng)45°，西經(jīng)135°為中間位置，向外開挖4個(gè)圓孤形槽的卡口，卡口的弧長(zhǎng)約等于赤道長(zhǎng)的八分之一，卡口的寬度等于四色地圖地球儀(I)南半球上多余的內(nèi)環(huán)的厚度，也等于四色地圖地球儀(I)球殼厚度的一半，能把赤道經(jīng)度大圓盤(3)卡在四色地圖地球儀(I)的南半球上，使赤道經(jīng)度大圓盤(3)的下表面的紅色半徑線及其文字信息，與四色地圖地球儀(I)南半球的赤道在同一平面內(nèi)。
[0043]參見圖4本發(fā)明發(fā)明的教學(xué)與科普天球儀，其特征在于:所述雙耳弓形緯度半圓盤(4)由透明的有機(jī)玻璃制成，由I個(gè)半徑跟赤道經(jīng)度大圓盤(3)半徑相同的半圓形與多于天球軸中心剖面一半的一個(gè)曲邊矩形合成雙耳弓形，雙耳的寬度不超過天球軸(5)的直徑，以弓形所在圓的圓心為中心，印刷有180等分半圓的181條紫色的半徑線，中間一條半徑叫做0°緯線，在逆時(shí)針方向上，從0°半徑線開始，每間隔10°，分別標(biāo)注北緯0°，北經(jīng)10。，北緯20°，北緯30°，北緯40°，北緯50°，北緯60°，北緯70°，北緯80°，北緯90°各條半徑線；在順時(shí)針方向上，從0°半徑線開始，每間隔10°，分別標(biāo)注南緯0°，南經(jīng)10°，南緯20°，南緯30°，南緯40°，南緯50°，南緯60°，南緯70°，南緯80°，南緯90°各條半徑線；在0°緯線上北緯方向從中間位置開始，向內(nèi)開挖一條窄縫似的內(nèi)卡口，內(nèi)卡口的長(zhǎng)度等于赤道經(jīng)度大圓盤(3)半徑的一半，內(nèi)卡口的寬度等于赤道經(jīng)度大圓盤(3)的厚度；雙耳弓形緯度盤(4)從中心開始，有一部分被挖去，是從中心開始，在0°緯度線的南緯方向，開挖一個(gè)半徑等于四色地圖地球儀(I)半徑且中心角為90°的直角扇形，在0°緯線的北緯方向，先開挖寬度等于赤道經(jīng)度大圓盤(3)的厚度、長(zhǎng)度等于四色地圖地球儀(I)的半徑的曲邊梯形，再往北緯方向開挖一個(gè)半徑等于四色地圖地球儀(I)的半徑且中心角為90°的直角扇形，同時(shí)挖穿雙耳弓形緯度半圓盤(4)半圓形外多余的曲邊矩形。
[0044]參見圖5，本發(fā)明發(fā)明的教學(xué)與科普天球儀，其特征在于:所述天球軸(5)由不銹鋼圓柱體材料制作，其中部為圓柱體形，長(zhǎng)度等于四色地圖地球儀(I)的直徑，再加上赤道經(jīng)度大圓盤(3)厚度的和，由天球軸(5)中間一段圓柱體形向外，兩方各剖去圓柱的一半，使得兩個(gè)剖面在同一個(gè)平面上，兩個(gè)剖面的長(zhǎng)度與中間那段圓柱的長(zhǎng)度之和等于雙耳弓形緯度半圓盤(4)下表面內(nèi)半圓的直徑，與兩個(gè)剖面相鄰，又各留一段圓柱體形，并由剖面開始，在向外的方向上各開挖一個(gè)卡口，以雙耳弓形緯度半圓盤(4)的雙耳各能插入其中一個(gè)卡口適宜，天球軸(5)兩端各是一段直徑小于天球軸(5)的直徑的外螺蚊。
[0045]參見圖6，本發(fā)明發(fā)明的教學(xué)與科普天球儀，其特征在于:所述金屬圓孔平墊(6)是由金屬制成的圓柱筒形標(biāo)準(zhǔn)零件，厚度適宜，圓孔內(nèi)直徑等于天球軸(5)中部圓柱的直徑，平墊的外直徑大于天球軸(5)的直徑，其功能在于把雙耳弓形緯度半圓盤(4)的雙耳插入天球軸(5)兩方的卡口內(nèi)后，用金屬圓孔平墊(6)套在卡口處，使得安裝在天球軸(5)的雙耳弓形緯度半圓盤(4)不會(huì)因?yàn)檩S的轉(zhuǎn)動(dòng)而脫落。
[0046]參見圖7，本發(fā)明發(fā)明的教學(xué)與科普天球儀，其特征在于:所述橡膠套管(7)是內(nèi)直徑略小于天球軸(5)的直徑，是具有彈性和收縮力的管狀零件，稍微擴(kuò)張可套在天球軸
(5)上開挖了卡口的位置且已經(jīng)安裝雙耳弓形緯度半圓盤(4)的雙耳的那段圓柱體形上，并把金屬圓孔平墊(6)和雙耳弓形緯度半圓盤(4)的雙耳固定在天球軸(5)卡口的位置上。
[0047]參見圖8，本發(fā)明發(fā)明的教學(xué)與科普天球儀，其特征在于:所述基座(8)是半圓形緯度支架和底座構(gòu)成，由螺絲連接，緯度支架上半圓形緯度支架的一個(gè)面上有181條刻度線，180等分了支架上的半圓形，最中間的一條刻度線標(biāo)有阿拉伯?dāng)?shù)字“0”，在順時(shí)針和逆時(shí)針方向上，從O開始，每間隔10。，分別標(biāo)注的阿拉伯?dāng)?shù)字是10，20，30，40，50，60，70，80，90，
[0048]本發(fā)明的教學(xué)與科普天球儀模型是從2011年開始，經(jīng)過3年試制，在應(yīng)用中檢測(cè)效果和考察產(chǎn)品質(zhì)量過程不斷改進(jìn)和創(chuàng)新的一種成熟的技術(shù)方案，在與全國(guó)各地地球與空間科學(xué)專家學(xué)者，地理與科學(xué)課程教師、科技教師與科技輔導(dǎo)員探討過程中逐步創(chuàng)造發(fā)明的，在祖國(guó)大江南北，許多人從未見過這種質(zhì)量的天球儀，很多人對(duì)天球儀中演示的星座及其星空知識(shí)知之甚少，存在學(xué)習(xí)與天球有關(guān)專業(yè)的大學(xué)生對(duì)天球知識(shí)缺乏的現(xiàn)象，因此，本發(fā)明的教學(xué)與科普天球儀，可用來(lái)培養(yǎng)青少年學(xué)生的空間觀念，幫助社會(huì)各界不同年齡階段的讀者觀察認(rèn)識(shí)與星座、恒星、天體有關(guān)的天文現(xiàn)象，學(xué)習(xí)理解地球與空間科學(xué)中星座的基礎(chǔ)知識(shí)，更好地利用天球儀在教學(xué)與科普活動(dòng)中普及星空知識(shí)和自然現(xiàn)象。應(yīng)用天球儀，除了在中小學(xué)搞好地理、天文、地球與空間科學(xué)、數(shù)學(xué)、物理等學(xué)科教學(xué)外，還應(yīng)在全社會(huì)，利用文化站、圖書館、科技館、工會(huì)娛樂室、文化館等，引導(dǎo)我國(guó)廣大人民群眾認(rèn)識(shí)和了解天球、觀察星空世界，破除迷信，使在地球上生活的人們，不迷信奴魔鬼怪，在天空中，不異化星座與天宮，利用現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)，購(gòu)買或自制望遠(yuǎn)鏡和天球儀，廣泛開展觀察天空的科技實(shí)踐活動(dòng)，揭開天宮沒有玉皇和神仙、星座和星星被神化的面紗。
[0049]在天球儀上，首先要了解天球球面內(nèi)部的四色地圖地球儀，可以開展以下各種活動(dòng)。把學(xué)生和讀者的視線轉(zhuǎn)向天球，觀察天體，就要了解太陽(yáng)系、銀河系、河外星系最基本的天文、地球與空間科學(xué)最基本的基礎(chǔ)知識(shí)，還要注意全世界天文學(xué)家的最新發(fā)現(xiàn)和最新的研究成果，只有青少年養(yǎng)成觀察天空的習(xí)慣，所有無(wú)所事事，學(xué)習(xí)沒有興趣，德育教育困難，學(xué)生愛逃課、缺課、不聽老師和家長(zhǎng)的話等許多不良現(xiàn)象就會(huì)改變，因?yàn)閷W(xué)生有了利用天球儀學(xué)習(xí)的興趣和自覺的行為，去觀察、去體會(huì)、去學(xué)習(xí)、去探究浩瀚無(wú)際的星空世界，就有了很多有趣的活動(dòng)吸引他們，人們有天體知識(shí)和空間觀念，特別是認(rèn)識(shí)了星空的物質(zhì)和運(yùn)動(dòng)，用望遠(yuǎn)鏡識(shí)別了星空的真面目之后，學(xué)習(xí)動(dòng)力和習(xí)慣在思想、意識(shí)和行為各個(gè)方面都有良好改變。
[0050]演示實(shí)驗(yàn)1:恒星東升西落。雙手握住天球儀北極，水平放置，左東右西，使透明天球儀球殼順時(shí)針旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，可以觀察到恒星是從左邊升起，從西邊落下的東升西落現(xiàn)象。天體東升西落運(yùn)動(dòng)使用教學(xué)與科普天球儀，從北天極向下看，順時(shí)針旋轉(zhuǎn)，這是觀測(cè)者對(duì)恒星天球上恒星周日運(yùn)動(dòng)方向的嚴(yán)格表述方法。因此，與天文學(xué)、物理學(xué)、地理學(xué)、地球與空間科學(xué)對(duì)旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)描述多相統(tǒng)一，可演示以下兩個(gè)方法:(I)從北天極的一切順時(shí)針的運(yùn)動(dòng)方向稱為自東向西運(yùn)動(dòng)，或右旋，其方向定為向西；(2)從北天極的一切逆時(shí)針的運(yùn)動(dòng)方向稱為自西向東運(yùn)動(dòng)，或左旋，其方向定為向東；天球上的一種運(yùn)行更趨近于北天極稱為向北，天球上一種運(yùn)行更趨于南天極稱為向南，于是，本發(fā)明可以演示天體東升西落運(yùn)動(dòng)。
[0051]夜晚，在夜幕下多看一會(huì)兒，就會(huì)發(fā)現(xiàn)，不斷有新的星星從東方升起，而西天低空的星星則越來(lái)越低，最后落于西天，每天如此，周而復(fù)始，這就是恒星的東升西落現(xiàn)象，跟太陽(yáng)總是從東方升從西方落的原理是一樣的，是由地球自轉(zhuǎn)造成的，每天晚上同一時(shí)刻在夜幕下仰望星空，就會(huì)發(fā)現(xiàn)，同一顆星星升起的時(shí)刻，每過一天就會(huì)提前4分鐘左右。
[0052]例如，某顆星I月I日晚8點(diǎn)，從東方冉冉升起，10天后同一時(shí)刻再去觀察，這顆星已經(jīng)升起很高了，3個(gè)月后再看這顆星，會(huì)在白天悄悄地出現(xiàn)于天空正南方，等到次年I月I日晚8點(diǎn)，再觀察，這顆星又在東方出現(xiàn)了，這就說明這顆星已經(jīng)升起了一晝夜。
[0053]天球的赤道叫做天赤道，這是地球的0°經(jīng)線在天上的對(duì)應(yīng)物，由于地球的自轉(zhuǎn)，天上的星星東升西落，其實(shí)是指天赤道附近的星星，實(shí)際上星星是沿赤緯線運(yùn)動(dòng)的，在北天極附近，可以明顯地看出星星在圍繞北天極轉(zhuǎn)圈子，這是以地球?yàn)閰⒄瘴锵鄬?duì)的視覺效果，青少年學(xué)生不用天球儀做這些實(shí)驗(yàn)，進(jìn)行本體感受，很難理解人們看見太陽(yáng)東升西落的運(yùn)動(dòng)實(shí)際上是太陽(yáng)沿天赤道這條赤緯線運(yùn)動(dòng)，始終圍繞北天極轉(zhuǎn)圈子，學(xué)生沒有應(yīng)用天球儀學(xué)習(xí)觀察的這些活動(dòng)，學(xué)習(xí)物理學(xué)的電磁感應(yīng)現(xiàn)象，應(yīng)用左手螺旋法則和右手螺旋法則遇到學(xué)習(xí)困難就不難解釋了。
[0054]演示實(shí)驗(yàn)2:地平圈東南西北四個(gè)方向。在教學(xué)與科普天球儀上，過天球中心的鉛垂線與天球的兩個(gè)交點(diǎn)稱為天頂和天底，過球心與天頂和天底確定的直線垂直的平面(地平面)在天球上截得的大圓為地平圈，過天頂、天極、天底，并與地平圈垂直的大圓稱為子午圈，子午圈和地平圈交于兩點(diǎn)，分別是北點(diǎn)和南點(diǎn)，這里，北點(diǎn)是北天極在地平面上的投影點(diǎn)，南點(diǎn)是南天極在地平面上的投影點(diǎn)。由南北兩點(diǎn)確定的子午圈為觀測(cè)者所視的南北大圓。
[0055]天赤道和地平圈相交于兩點(diǎn)，其中位于天體升起的一方的那一點(diǎn)稱為東點(diǎn)，位于天體降落的一方的那一點(diǎn)稱為西點(diǎn)。
[0056]在地平圈上，東、西、南、北四個(gè)方點(diǎn)，他們兩兩相依次相距90°，代表觀測(cè)者的正東、正西、正南、正北四個(gè)方向。
[0057]因此，應(yīng)用本發(fā)明，可以演示地平圈或與地平圈平行的恒星周日運(yùn)動(dòng)軌跡圈上東南西北四個(gè)方向。
[0058]演示實(shí)驗(yàn)3:二分二至日在天球上的位置。利用本發(fā)明的教學(xué)與科普天球儀，二分二至日是指二十四節(jié)氣中春分、秋分為二分，夏至和冬至為二至，這4個(gè)節(jié)氣的日期在天球球面的位置，一般用天赤道和黃道的度數(shù)來(lái)劃分，因?yàn)樘斐嗟篮忘S道有兩個(gè)交點(diǎn)，在雙魚座和金魚座附近的這個(gè)交點(diǎn)為天赤道0° ,春分點(diǎn)另一個(gè)交點(diǎn)為天赤道180° ,作為秋分點(diǎn)，天赤道90°的經(jīng)線與黃道的交點(diǎn)就是夏至點(diǎn)，天赤道270°的經(jīng)線與黃道的交點(diǎn)就是冬至點(diǎn)，并且在春分和秋分二分點(diǎn)時(shí)，太陽(yáng)直射地球赤道，在夏至點(diǎn)時(shí)，太陽(yáng)直射地球北回歸線，地球北半球?yàn)橄奶?，南半球?yàn)槎?，在冬至日，太?yáng)直射地球南回歸線，地球南半球?yàn)橄奶?，北半球?yàn)槎臁?br> [0059]演示實(shí)驗(yàn)4:地球儀上的北回歸線。利用本發(fā)明的教學(xué)與科普天球儀，太陽(yáng)在黃道上的夏至日，即太陽(yáng)位于天球儀球面赤經(jīng)90°，北赤緯23.5°時(shí)，固定天球儀球面，旋轉(zhuǎn)天球軸，天球儀球面上夏至點(diǎn)與地心的線與地面的交點(diǎn)的軌跡，就是太陽(yáng)光垂直照射地面位置組成的一條曲線，也就是地球儀上標(biāo)注的北回歸線。
[0060]演示實(shí)驗(yàn)5:地球儀上的南回歸線。利用教學(xué)與科普天球儀，太陽(yáng)在黃道上冬至日，即太陽(yáng)位于天球球面赤經(jīng)270°、赤緯23.5°時(shí)，固定天球球面，旋轉(zhuǎn)天球軸，天球球面冬至點(diǎn)垂直地心的線與地面的交點(diǎn)的軌跡，即太陽(yáng)光垂直地面位置的組成的一條曲線，就是地球儀上標(biāo)注的北回歸線。
[0061]活動(dòng)1: 了解地理概念。如經(jīng)線、緯線、經(jīng)度、緯度、地赤道、南極、北極、北回歸線、南回歸線，地球上有七大洲、四大洋，七大洲包括亞洲、歐洲、非洲、南美洲、北美洲、大洋洲、南極洲，四大洋包括太平洋、印度洋、大西洋、北冰洋，亞洲的主要河流長(zhǎng)江、黃河、印度河、紅河、底格里斯河和幼發(fā)拉底河，歐洲的伏爾加河、萊茵河，非洲的尼羅河，南美洲的亞馬遜河是世界上最大的河流，以及較大的島嶼、半島、著名的海和運(yùn)河。
[0062]活動(dòng)2: 了解世界政區(qū)。學(xué)地理，首先應(yīng)該知識(shí)世界上的220多個(gè)國(guó)家和地區(qū)中的主要國(guó)家，熟悉地理概念時(shí)，要知道《地理課本上經(jīng)線的概念有瑕疵》，準(zhǔn)確的說法應(yīng)該是“連接南北兩極的半圓叫做經(jīng)線，知道經(jīng)線是人們理想化的半圓，在地球上不存在，是人為地在地球儀上進(jìn)行規(guī)定的，用來(lái)了解、掌握和應(yīng)用地理知識(shí)，應(yīng)用平面幾何知識(shí)，把經(jīng)度轉(zhuǎn)化為360等分赤道所在平面上的大圓，把緯度轉(zhuǎn)化為180等分由經(jīng)線確定的半圓，只有建立了地球儀上關(guān)于經(jīng)緯度的空間觀念，用來(lái)建立理解天球儀的空間觀念，在此基礎(chǔ)上，通過觀察和想象，以太陽(yáng)軌道建立黃道、北黃極、南黃極，以銀河建立銀道、銀北極、銀南極，以月亮軌道建立月道、月北極、月南極，等等，一個(gè)連地球儀上的經(jīng)緯度都弄不清的學(xué)生，去學(xué)習(xí)和認(rèn)識(shí)天球儀，學(xué)習(xí)地球與空間科學(xué)，一定會(huì)產(chǎn)生莫大的困難，因此，開展對(duì)地球儀、天球儀經(jīng)緯度的認(rèn)識(shí)轉(zhuǎn)化與應(yīng)用的活動(dòng)，就顯得非常重要。
[0063]活動(dòng)3: 了解天穹恒星數(shù)目。2003年，在澳大利亞悉尼召開的國(guó)際天文學(xué)聯(lián)合會(huì)大會(huì)上，公布了這樣一項(xiàng)成果:人們可見的宇宙中一共大約有7X 122顆恒星，即700萬(wàn)億億顆，譬如，在太陽(yáng)系，只計(jì)算太陽(yáng)這一顆恒星，而不計(jì)算太陽(yáng)的衛(wèi)星地球、金星、木星、水星、火星、土星、天王星、海王星，以這些行星的衛(wèi)星，如地球的衛(wèi)星月亮，木星的衛(wèi)星木衛(wèi)一、木衛(wèi)二、木衛(wèi)三、木衛(wèi)四等等，如果把人類已知的每顆恒星比作一顆細(xì)細(xì)的海沙，那么這些恒星可以充滿10個(gè)地球大小的空間，有了這種想象，通過觀察和探究天休，每個(gè)學(xué)生和每位讀者的地球與空間觀念也就逐步建立起來(lái)。在整個(gè)天穹，包括地平線下，人們不能同時(shí)看到的另一半天空，人的肉眼能夠看見的星星加起來(lái)，才有6000多顆，天球儀上就是這6000多顆星星中最重要的亮星構(gòu)成的圖形，組成本發(fā)明演示的重點(diǎn)，即星座。人們目前知道天上的恒星、黑洞是宇宙大爆炸時(shí)產(chǎn)生的?？梢蕴骄?，宇宙爆炸前是什么形狀，恒星是怎樣來(lái)的，通過觀察、學(xué)習(xí)與探究，唯物主義者認(rèn)為:恒星數(shù)目無(wú)窮多，宇宙無(wú)邊無(wú)際，物質(zhì)和星空起源還是未知的世界。
[0064]活動(dòng)4:了解星座。為了便于讀者認(rèn)識(shí)88個(gè)星座，本發(fā)明設(shè)計(jì)了《現(xiàn)代星座表》，表I就是《現(xiàn)代星座表》。其中，天赤道徑度數(shù)，就是天赤道度數(shù)，簡(jiǎn)稱赤經(jīng)。
[0065]表1現(xiàn)代星座表
[0066]

【權(quán)利要求】
1.本發(fā)明的一種教學(xué)與科普天球儀，其特征在于:由四色地圖地球儀(I)、透明天球儀(2)、赤道經(jīng)度大圓盤(3)、雙耳弓形緯度半圓盤(4)、天球軸(5)、金屬圓孔平墊(6)兩個(gè)、橡膠套管(7)兩個(gè)和基座(8)等構(gòu)成；其中，赤道經(jīng)度大圓盤(3)被四色地圖地球儀(I)南北兩個(gè)半球通過4個(gè)圓弧形卡口卡住，被粘合劑固定，赤道經(jīng)度大圓盤(3)下表面印刷了 360等分圓周的360條紅色半經(jīng)線跟四色地圖地球儀(I)的赤道在同一個(gè)平面上，天球軸(5)順次穿過四色地圖地球儀(I)北極的圓孔、赤道經(jīng)度大圓盤(3)中心的圓孔和四色地圖地球儀(I)南極的圓孔，雙耳弓形緯度半圓盤(4)的下表面印刷了 180等分半圓的181條紫色的半徑線，其內(nèi)卡口通過赤道經(jīng)度大圓盤(3)的外卡口，互相垂直，雙耳弓形緯度半圓盤(4)上挖去的部分卡住四色地圖地球儀(I)，雙耳弓形緯度半圓盤(4)的雙耳卡于天球軸(5)的兩個(gè)卡口內(nèi)，各安放一個(gè)金屬圓孔平墊(6)套住天球軸(5)卡口處的圓柱及雙耳弓形緯度半圓盤(4)的雙耳，用兩個(gè)橡膠套管(7)各套住天球軸(5)開有卡口的圓柱段和雙耳弓形緯度盤(4)的雙耳，使雙耳弓形緯度盤(4)的雙耳和金屬圓孔平墊(6)被橡膠套管(7)固定在天球軸(5)的卡口處，置于透明天球儀(2)的兩個(gè)半球殼內(nèi)，用專用透明膠固定透明天球儀⑵的兩個(gè)半球，安裝在基座⑶的緯度器上，通過天球軸(5)把四色地圖地球儀(I)、赤道經(jīng)度大圓盤(3)和雙耳弓形緯度半圓盤(4)安裝在透明天球儀(2)透明球殼的內(nèi)部，制成本發(fā)明的教學(xué)與科普天球儀，用來(lái)演示天文和地球與空間科學(xué)地理課程中地球儀的北回歸線、南回歸線，天球儀上的天赤道、黃道、白道、天赤道分度線、經(jīng)緯度空間模型、地24節(jié)氣、星空中88個(gè)星座、中國(guó)星官28個(gè)星宿等恒星與行星的大致位置及其教學(xué)與科普知識(shí)中的自然現(xiàn)象。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述教學(xué)與科普天球儀，其特征在于:所述四色地圖地球儀(1)，除了球面上220多個(gè)國(guó)家和地區(qū)的顏色是根據(jù)發(fā)明人的實(shí)用新型專利《四色地圖地球儀》的技術(shù)方案，應(yīng)用四色地圖串圈著色理論和四色地圖串圈計(jì)算方法計(jì)算出來(lái)再設(shè)計(jì)制作完成，四色地圖地球儀(I)分南北兩個(gè)半球，南半球的球殼內(nèi)側(cè)厚度一半處向內(nèi)向上有多于半球且厚度為半球球殼厚度的一半的一個(gè)圓環(huán)，北半球的球殼中間位置向內(nèi)從赤道往北極方向挖去了一個(gè)圓環(huán)套，使得北半球的圓環(huán)套與南半球的圓環(huán)齒合，并在南半球球殼多余的圓環(huán)上，以0°、180°，東經(jīng)90°、西經(jīng)90°各為中心位置，分別向兩側(cè)往赤道方向共開有4個(gè)弧形缺口至赤道的卡口，卡口的長(zhǎng)度約等于四色地圖地球儀(I)赤道長(zhǎng)的八分之一，卡的寬度等于四色地圖地球儀(I)球殼厚度的一半。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述教學(xué)與科普天球儀，其特征在于:所述赤道經(jīng)度大圓盤(3)，是用透明的有機(jī)玻璃制成，下表面印有360條紅色的360等分大圓的半徑線，用來(lái)表示經(jīng)度，任選I條半徑線，表示0°經(jīng)線，每間隔10°，分別標(biāo)注東經(jīng)的度數(shù)或西經(jīng)的度數(shù)，在0°經(jīng)線中間位置向外側(cè)往西經(jīng)方向開挖一條窄縫似的外卡口，外卡口的寬度等于雙耳弓形緯度半圓盤(4)的厚度，中心位置鉆有一個(gè)小孔，小孔的直徑等于天球軸(5)的直徑，在0°半徑線旁標(biāo)有指向四色地圖地球儀(I)球面上本初子午線的符號(hào)和“本初子午線”的5個(gè)漢字，在距中心的長(zhǎng)度等于四色地圖地球儀(I)內(nèi)徑處，分別以東經(jīng)45°、西經(jīng)45°、東經(jīng)135°、西經(jīng)135°各為中間位置向外開挖4個(gè)圓弧形槽的卡口，卡口處弧形的長(zhǎng)度約等于四色地圖地球儀(I)赤道長(zhǎng)的八分之一，卡口的寬度約等于四色地圖地球儀(I)球殼厚度的一半，以能使赤道經(jīng)度大圓盤(3)卡于四色地圖地球儀(I)的南半球上為適宜。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的教學(xué)與科普天球儀，其特征在于:所述雙耳弓形緯度半圓盤(4)，是用透明的有機(jī)玻璃制成，由半徑跟赤道經(jīng)度大圓盤(3)半徑相同的I個(gè)半圓形與多于天球軸中心剖面一半寬度，長(zhǎng)度約大于雙耳弓形緯度半圓盤(4)直徑的曲邊矩形合成雙耳弓形，雙耳的寬度不超過天球軸(5)的直徑，雙耳可置于天球軸(5)的卡口內(nèi)，下表面印有180等分半圓的181條紫色的半徑線，中間的一條半徑線叫做0°緯線，每間隔10°，在順時(shí)針方向標(biāo)注了南緯度數(shù)，逆時(shí)針方向標(biāo)注了北緯度數(shù)，在0°緯線上北緯方向從中間位置開始，向內(nèi)開挖一條窄縫似的內(nèi)卡口，內(nèi)卡口的長(zhǎng)度等于赤道經(jīng)度大圓盤(3)半徑的一半，內(nèi)卡口的寬度等于赤道經(jīng)緯度大圓盤(3)的厚度；雙耳弓形緯度盤(4)從中心開始，有一部分被挖去，是在0°緯線南緯方向，先開挖一個(gè)半徑等于四色地圖地球儀(I)的半徑，中心角為90°的直角扇形，在0°緯線處朝北緯方向，先開挖寬度等于赤道經(jīng)度大圓盤(3)厚度，長(zhǎng)度等于四色地圖地球儀(I)半徑的曲邊梯形，再往北緯方向開挖一個(gè)半徑等于四色地圖地球儀(I)的半徑、中心角為90°的直角扇形，同時(shí)挖穿雙耳弓形緯度半圓盤(4)半圓形外多余的曲邊矩形。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的教學(xué)與科普天球儀，其特征在于:所述天球軸(5)，由不銹鋼圓住體材料制作，其中部為一段圓柱形，長(zhǎng)度等于四色地圖地球儀(I)的直徑，再加上赤道經(jīng)度大圓盤(3)的厚度的和，由天球軸(5)中間一段圓柱形向外，兩方各剖去圓柱的一半，使得兩個(gè)剖面在同一個(gè)平面上，兩個(gè)剖面的長(zhǎng)度與中間圓柱的長(zhǎng)度之和等于雙耳弓形緯度半圓盤(4)下表面內(nèi)半圓的直徑，與兩個(gè)剖面相鄰，又各留一段圓柱體形，并由剖面開始，在向外的方向上各開挖一個(gè)卡口，以雙耳弓形諱度半圓盤(4)的雙耳各能插入其中一個(gè)卡口適宜，天球軸(5)兩端各是一段直徑小于天球軸(5)的直徑的外螺紋。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的教學(xué)與科普天球儀，其特征在于:所述金屬圓孔平墊(6)是由金屬制成的圓柱筒形標(biāo)準(zhǔn)零件，厚度適宜，圓孔內(nèi)直徑等于天球軸(5)中部圓柱的直徑，平墊的外直徑大于天球軸(5)的直徑，其功能在于把雙耳弓形緯度半圓盤(4)的雙耳插入天球軸(5)兩方的卡口內(nèi)后，用金屬圓孔平墊(6)套在卡口處，使得安裝在天球軸(5)的雙耳弓形緯度半圓盤(4)不會(huì)因?yàn)檩S的轉(zhuǎn)動(dòng)而脫落。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的教學(xué)與科普天球儀，其特征在于:所述橡膠套管(7)的內(nèi)直徑略小于天球軸(5)的直徑，是具有彈性和收縮力的管狀零件，稍微擴(kuò)張可套在天球軸(5)上開了卡口的位置且已經(jīng)安裝雙耳弓形緯度半圓盤(4)雙耳的那段圓柱體形上，并把金屬圓孔平墊(6)和雙耳弓形緯度半圓盤(4)的雙耳固定在天球軸(5)卡口的位置上。
【文檔編號(hào)】G09B27/06GK104134396SQ201410326376
【公開日】2014年11月5日 申請(qǐng)日期:2014年7月3日 優(yōu)先權(quán)日:2014年7月3日
【發(fā)明者】李中平 申請(qǐng)人:李中平