專利名稱：多功能地球儀的制作方法
注明本發(fā)明主要用于地理教學(xué)；本發(fā)明的功能除部標(biāo)M30401生產(chǎn)地球儀本身所具備的功能以外。
本發(fā)明將部標(biāo)M30401生產(chǎn)的地球儀分成南(10)、北半球儀(6)，用圓形有機(jī)玻璃板作為地球赤道平面(8)，并鑲嵌在南半球地球儀赤道線內(nèi)。在赤道平面上設(shè)計(jì)有用顏色表示的地球內(nèi)部圈層結(jié)構(gòu)(8)。五個(gè)半圓有色和透明有機(jī)玻璃板交叉分布在赤道平面上作為地球經(jīng)線面(7)，在經(jīng)線面交匯點(diǎn)(即地球儀北極)，有一顆螺絲固定北半球地球儀。在兩個(gè)經(jīng)線面之間垂直于地心設(shè)計(jì)有三塊可以活動的白色銳角球面板，分別表示0°，30°和60°緯線面(3)。地球儀南半軸通過南極并固定在赤道平面中心，6MM銅管套入地球儀南半軸(銅管短于南半軸)并頂至赤道平面中心，銅管南端固定在地球儀平衡梁(12)上，地軸南端裝有膠木手柄(13)，手柄旋轉(zhuǎn)半軸，地球儀開始自轉(zhuǎn)運(yùn)動。本發(fā)明改變了原有地球儀結(jié)構(gòu)和傳動結(jié)構(gòu)，完善了地球儀內(nèi)部赤道平面，圈層構(gòu)造、經(jīng)緯線面和自轉(zhuǎn)假想軸。
本發(fā)明在地球儀南半軸南極與平衡梁之間固定有帶著滑槽的支架(1)，滑槽內(nèi)裝備有可南北移動46°52′42″，東西轉(zhuǎn)動360°的表示地球夜半球的夜半球儀(2)(夜半球儀設(shè)計(jì)為湛藍(lán)色半圓有機(jī)玻璃外殼，直徑大于地球儀10MM)，夜半球儀上設(shè)計(jì)有晨(5)昏(11)線和子(4)午(9)線。子午圈的午線上刻有從赤道向兩極遞減的90°刻度，紅色圓點(diǎn)表示90°也表示太陽直射點(diǎn)。本發(fā)明有機(jī)地與部標(biāo)M30401地球儀相結(jié)合，使地球儀的功能更加完善，通過近幾年在教學(xué)中的應(yīng)用，在地球知識的教學(xué)中更加得心應(yīng)手。同時(shí)也節(jié)省了構(gòu)置其它各種相應(yīng)的地理教學(xué)用具的費(fèi)用。
本發(fā)明在地球儀內(nèi)部設(shè)計(jì)的功能本發(fā)明將部標(biāo)M30401地球儀分成南、北半球儀，在南半球地球儀赤道線內(nèi)鑲嵌有圓形有機(jī)玻璃表示赤道平面，赤道面上設(shè)計(jì)有用藍(lán)色表示的地球內(nèi)部圈層構(gòu)造，南半軸通過地球儀南極，并固定在赤道平面中心，6MM銅管套入南半球地球儀地軸，并固定在地球儀平衡梁上，地軸南端裝有M銅管套入南半球地球儀地軸，并固定在地球儀平衡梁上，地軸南端裝有膠木手柄，手柄轉(zhuǎn)動地軸，地球儀開始自轉(zhuǎn)運(yùn)動。其特點(diǎn)是改變了部標(biāo)M30401地球儀結(jié)構(gòu)和傳動結(jié)構(gòu)，能夠直觀地觀察地球赤道平面和地球內(nèi)部的圈層構(gòu)造。
本發(fā)明在赤道平面上交叉分布著三個(gè)透明的半圓有機(jī)玻璃板(分別表示東西經(jīng)度45°，90°和135°經(jīng)線面)，四個(gè)1/4圓有色有機(jī)玻璃板間于透明有機(jī)玻璃板之間(其中紅色面表示0°經(jīng)線面，黑色面表示180°經(jīng)線面°，兩面色面分別表示20°W，和160°E經(jīng)線面，黃面為東半球，藍(lán)面為西半球)。其特點(diǎn)是透明有機(jī)玻璃面為骨架，有色面由于其間的交匯線科學(xué)地形成了透明的地球假想軸；可以直觀地觀察地球經(jīng)線面；直觀地說明經(jīng)度劃分(地球上任何一個(gè)子午線面與本初子午線面的夾角，即數(shù)學(xué)上講的兩面角)；可以直觀地說明東西經(jīng)度的劃分(紅面以東為東經(jīng)度，以西為西經(jīng)度，可以直觀地說明東西半球的劃分；可以形象地說明經(jīng)線特點(diǎn)(即經(jīng)線的長度相等，正相對的兩條經(jīng)線組成一個(gè)線經(jīng)圈，任何一個(gè)線經(jīng)圈都可以把地球平分為兩個(gè)半球)。
本發(fā)明在經(jīng)線面之間設(shè)計(jì)有三塊垂直于地心，可以活動的銳角球面板，分別表示赤道、30°N和60°N緯線面(90°緯線為經(jīng)線面交匯點(diǎn)，即北極點(diǎn))，其特點(diǎn)是可以直觀地觀察地球的緯線面；直觀地說明緯度的劃分(即地球上任何一點(diǎn)與赤道平面之間的夾角)；可以直觀地說明南、北緯度的劃分(赤道平面以北為北緯，以南為南緯)；形象說明南、北半球的劃分；形象地說明緯線的特點(diǎn)(緯線自成圓圈，赤道緯線最長，并且從赤道向兩極縮小為一點(diǎn))。
本發(fā)明在裝上夜半球儀后，將午線插入子線兩端和缺口，轉(zhuǎn)動手柄，在地球自轉(zhuǎn)的狀況下，對照午線，可以直觀地觀測和形象地說明地球自轉(zhuǎn)的角速度，即地球儀經(jīng)線面經(jīng)過午線的時(shí)間相等，說明了地球自轉(zhuǎn)角速度相等)；可以直觀地觀測和形象地說明地球上各緯度自轉(zhuǎn)的線速度不等，(即地球儀單位時(shí)間內(nèi)通過午線的緯線長度不等，取有三塊白色緯線面板比較，說明線速度從赤道向兩極遞減，60°緯線長度為赤道一半)；可以直觀地觀察和形象地說明南、北兩極點(diǎn)角速度和線速度為0；同時(shí)也可以直觀和形象地說明經(jīng)線與經(jīng)線的距離從赤道向兩極縮小為0，緯線與緯線之間的間隔距離相等(取下三塊表示緯線面的銳角球面，其三塊銳角球面板都鑲嵌在經(jīng)線45°角之間，但它們的線面長度不等，說明經(jīng)線與經(jīng)線的距離從赤道向兩極遞減。三塊銳角球面板之間緯度各為30°，它們之間的距離相等，說明緯線與緯線之間的距離相等)。
本發(fā)明在教學(xué)時(shí)，可以將直尺或教鞭代表地球公轉(zhuǎn)軌道平面，將其斜交于南北回歸線之間，可以直觀地觀測和形象地說明地球自轉(zhuǎn)的赤道平面和公轉(zhuǎn)的軌道平面之間的交角(即黃赤交角)。
本發(fā)明在地球儀外部設(shè)計(jì)的功能本發(fā)明將北半球儀合在南半球儀上，擰緊固定北極的螺帽。將夜半球儀裝入滑槽內(nèi)，擰緊固定螺帽，把午線插入子線缺口。其特點(diǎn)是有機(jī)地與地球儀結(jié)合，可以直觀和形象地觀察、說明地球上的晨線(水紅色線)、昏線(黃色線)、子線(黑色線)午線(紅色線)。可以直觀地觀察和說明地球上晝夜分布狀況；可以直觀地觀測和說明地球上不同緯度的各地晝弧和夜弧的長度(即不同緯度地帶白晝和黑夜的時(shí)間)；可以直觀地觀測和說明地球上不同緯度的各地正午太陽度高角；說明太陽高度角從直射點(diǎn)呈輻射狀向四周遞減，晨昏圈上太陽高度角為0°；能形象地說明地方時(shí)的形成，同一經(jīng)線上地方時(shí)相同，經(jīng)度相差15°的兩地地方時(shí)相差1小時(shí)；在說明地方時(shí)的基礎(chǔ)上，可以說明世界區(qū)時(shí)和時(shí)區(qū)的形成機(jī)制。
本發(fā)明轉(zhuǎn)動手柄，在地球儀自轉(zhuǎn)的狀況下，可以直觀地觀察和說明地球或地球上某個(gè)地點(diǎn)一日內(nèi)晝夜更替規(guī)律；一日內(nèi)子午線和晨昏線的演替規(guī)律；一日內(nèi)正午太陽高度角和太陽高度角的變化規(guī)律；能形象地說明為什么經(jīng)線又稱子午線。
本發(fā)明擰松固定夜半球儀螺帽，把夜半球儀從南回歸線移至北回歸線，再由北回歸線移至南回歸線。可以直觀地觀察午線上的太陽直射點(diǎn)在回歸線上的回歸運(yùn)動，形象地說明這個(gè)周期即為一個(gè)回歸年；說明太陽直射點(diǎn)兩次經(jīng)過南北回歸線之間地帶。而南、北回歸線上只能直射一次。
本發(fā)明可將講臺作為平行于地球公轉(zhuǎn)軌道平面，講臺中心作為太陽位置， 東西向轉(zhuǎn)動和南北移動夜半球儀，可以直觀地觀測和說明地球在公轉(zhuǎn)軌道上特定日期太陽直射點(diǎn)的地理座標(biāo)；太陽高度角及變化規(guī)律；各緯度晝弧和夜弧的長度(晝夜時(shí)間)及變化規(guī)律；極晝和極夜出現(xiàn)的地區(qū)、演替規(guī)律、極圈到極點(diǎn)各緯度極晝極夜的日數(shù)；可以直觀和形象地說明赤道上晝夜恒等的形成機(jī)制。
將多功能地球儀置于講臺正前方，地軸向右傾斜，把地軸上固定夜半球儀支架的螺帽擰松旋轉(zhuǎn)至學(xué)生方向再擰緊，把固定夜半球儀螺帽擰松移至滑槽中間再擰緊，可以直觀地觀察和說明此時(shí)地球位于地球公轉(zhuǎn)軌道上的春分點(diǎn)(即每年3月21日前后)。太陽直射點(diǎn)位于赤道上，赤道太陽高度角為90°，太陽高度從赤道向南北遞減，南北兩極太陽高度為0。此時(shí)晨昏線中點(diǎn)位于赤道，晨昏線兩交點(diǎn)與兩極點(diǎn)相切，全球各地晝弧等于夜弧，晝夜長短相等。北極點(diǎn)從這一天后進(jìn)入極晝，北極點(diǎn)以南到北極圈各緯度相繼進(jìn)入極晝；南極點(diǎn)從這一天后進(jìn)入極夜，南極點(diǎn)以北到南極圈各緯度相繼進(jìn)入極夜。
將多功能地球儀置于講臺左側(cè)，地軸向右傾斜，把地軸上固定夜半球儀支架的螺帽擰松，轉(zhuǎn)至左側(cè)再擰緊，把固定夜半球儀螺帽擰松移至滑槽南端再擰緊，可以直觀地觀察和說明此時(shí)地球位于地球公轉(zhuǎn)軌道上的夏至點(diǎn)(即每年的6月22日前后)。此時(shí)太陽直射點(diǎn)位于北回歸線上，北回歸線上太陽高度角為90°，北回歸線以北各緯度太陽高度角達(dá)最大值，太陽高度從北回歸線向南北遞減，北極點(diǎn)太陽高度為23°26′21″，南極圈太陽高度為0。晨昏線中點(diǎn)位于赤道，晨昏線與南北極圈相切，北半球各緯度晝弧大于夜弧(晝長大于夜長，從赤道越往北，白晝越來越長，北極圈這一天出現(xiàn)極晝，此時(shí)北極圈內(nèi)各緯度均為白晝，從這一天后，極晝現(xiàn)象從北極圈以北逐日遞減；赤道晝弧等于夜弧，晝長等于夜長；南半球各緯度晝弧小于夜弧，晝長小于夜長，從赤道往南白晝越來越短，南極圈這一天出現(xiàn)極夜，南極圈以南各緯度均為極夜，從這一天后極夜現(xiàn)象從南極圈往南逐日遞減。
將多功能地球儀置于講臺前，地軸向右傾斜，把固定夜半球儀支架的螺帽擰松，轉(zhuǎn)至黑板方向再擰緊，把固定夜半球儀螺帽擰松移至滑槽中間再擰緊，可以直觀地觀察和說明此時(shí)地球位于地球公轉(zhuǎn)軌道上的秋分點(diǎn)(即每年9月23日前后)。太陽直射點(diǎn)位于赤道上，赤道太陽高度角90°，太陽高度從赤道向南北遞減，南北兩極太陽高度為0。此時(shí)晨昏線中點(diǎn)位于赤道，晨昏線兩交點(diǎn)與兩極點(diǎn)相切，全球各地晝弧等于夜弧，晝夜長短相等。北極點(diǎn)從這一天后進(jìn)入極夜，北極點(diǎn)以南至北極圈各緯度相繼進(jìn)入極夜；南極點(diǎn)從這一天后進(jìn)入極晝，南極點(diǎn)以北至南極圈各緯度相繼進(jìn)入極晝。
將多功能地球儀置于講臺右側(cè)，地軸向右傾斜，把固定夜半球儀支架的螺帽擰松，轉(zhuǎn)至右側(cè)再擰緊，把固定夜半球儀螺帽擰松移至北端再擰緊，可以直觀地觀察和說明此時(shí)地球位于地球公轉(zhuǎn)軌道的冬至點(diǎn)(即每年的12月22日前后)。此時(shí)太陽直射點(diǎn)位于南回歸線上，南回歸線上太陽高度角為90°，南回歸線以南各緯度太陽高度達(dá)最大值，太陽高度從南回歸線向南北遞減，南極點(diǎn)太陽高度為23°26′21″，北極圈太陽高度為0。晨昏線中點(diǎn)位于赤道，晨昏線與南北極圈相切，南半球各緯度晝弧大于夜弧，晝長大于夜長。從赤道往南白晝越來越長，南極圈這一天出現(xiàn)極晝，南極圈內(nèi)各緯度均為白晝，從這一天后，極晝現(xiàn)象從南極圈以南逐日遞減；赤道晝弧等于夜弧，晝長等于夜長；北半球各緯度晝弧小于夜弧，晝長小于夜長，從赤道往北白晝越來越短，北極圈這一天出現(xiàn)極夜，北極圈以北各緯度均為極夜；從這一天后極夜現(xiàn)象從北極圈往北逐日遞減。
通過演示過程可以說明因太陽高度角的變化和晝夜長短的變化形成了地球上四季的更替；同時(shí)也可說明南北兩極圈內(nèi)極晝極夜的演替規(guī)律，極晝極夜隨緯度的增高而日數(shù)增多；同時(shí)也可以說明赤道全年晝夜等長的形成機(jī)制。
權(quán)利要求
1.多功能地球儀是將根據(jù)部標(biāo)M30401生產(chǎn)的地球儀分成南半球儀(10)和北半球儀(6)；南半球地球儀赤道平面上設(shè)計(jì)有用顏色表示的地球內(nèi)部圈層構(gòu)造(8)；地球內(nèi)部圈層構(gòu)造面上交叉分布著五個(gè)半圓經(jīng)線面(7)，經(jīng)線面之間設(shè)計(jì)有三塊可以活動的銳角球面板表示緯線面(3)，南半軸通過南極并固定在赤道平面中心，6MM銅管套入南半軸，并固定在地球儀平衡梁上(12)，地軸南端裝有膠木手柄(13)，手柄旋轉(zhuǎn)地軸，多功能地球儀開始自轉(zhuǎn)運(yùn)動，其基本特征是改變了原有地球儀的結(jié)構(gòu)和傳動結(jié)構(gòu)，在其內(nèi)部裝備了地球赤道平面，地球內(nèi)部圈層構(gòu)造和地球經(jīng)緯線面。
2.多功能地球儀外部裝備有表示地球夜半球的湛藍(lán)色有機(jī)玻璃夜半球儀(2)，夜半球儀上設(shè)計(jì)有水紅色晨線(5)，黃色昏線(11)，紅色午線(9)和黑色子線(4)，其基本特征是夜半球儀、晨昏線和子午線有機(jī)地與地球儀結(jié)合。
3.根據(jù)權(quán)利要求1，多功能地球儀是將根據(jù)部標(biāo)M30401生產(chǎn)的地球儀分成南、北半球儀，其特征是改變了原有地球儀的結(jié)構(gòu)，形成了兩個(gè)相對獨(dú)立的南、北半球儀。
4.根據(jù)權(quán)利要求1，南半球地球儀赤道線內(nèi)鑲嵌有圓形有機(jī)玻璃板，地軸通過南極并固定在赤道平面中心，6MM銅管套入地軸并固定在地球儀基座平衡梁上，地軸南端裝有膠木手柄，轉(zhuǎn)動手柄地球儀運(yùn)動，其特征是改變了原有地球儀傳動方式，采用半軸傳動。
5.根據(jù)權(quán)利要求1，多功能地球儀的南半球赤道平面上有用顏色表示的地球內(nèi)部圈層構(gòu)造(其中地殼為地球儀外殼)，其特征是可以直觀地觀察地球內(nèi)部的圈層構(gòu)造。
6.根據(jù)權(quán)利要求1，多功能地球儀南半球赤道平面上交叉分布著五個(gè)半圓透明和有色有機(jī)玻璃板，表示地球幾條特殊的經(jīng)線和經(jīng)線面(其中紅色表示0°，黑色表示180°，兩面色板分別表示20°W和160°E)，經(jīng)線的交匯點(diǎn)即為北極和90°N；在兩個(gè)經(jīng)線面之間分布著三塊銳角球面板，表示緯線和緯線面，其特征是可以直觀地觀測地球自轉(zhuǎn)所產(chǎn)生的經(jīng)度角(二面角)、緯度角(線面角)；角速度和線速度。
7.根據(jù)權(quán)利要求2，多功能地球儀外部裝備有夜半球儀，夜半球儀上設(shè)計(jì)有水紅色線表示晨線，黃色線表示昏線，黑色線表示子線，黑色線兩端連接有紅色午線，紅色午線中間的紅色圓點(diǎn)表示太陽直射點(diǎn)(即太陽高度角90°)，太陽直射點(diǎn)南北各刻有88°刻度(太陽高度角0°為子午線連接點(diǎn))，夜半球儀可南北位移46°52′42″，東西旋轉(zhuǎn)360°，其特征是午線與地球儀有機(jī)結(jié)合可直接讀出地球同一條經(jīng)線上的各地正午太陽高度角。
全文摘要
本發(fā)明將地球儀分成南、北半球儀,南半球儀赤道平面設(shè)有顏色表示的地球內(nèi)部圈層構(gòu)造;采用半軸傳動;赤道平面上交叉分布著五個(gè)半圓表示經(jīng)線面;經(jīng)線面之間,垂直于地心設(shè)有三塊銳角球面板表示緯線面;在地球儀外部裝備有表示夜半球的湛藍(lán)色夜半球儀;夜半球儀上設(shè)計(jì)有水紅色晨線、黃色昏線、紅色午線和黑色子線,形成一個(gè)主要用于地理教學(xué)的多功能地球儀,可以直觀地觀察和觀測地球內(nèi)部構(gòu)造,地球自轉(zhuǎn)和公轉(zhuǎn)所產(chǎn)生的地理現(xiàn)象。
文檔編號G09B27/00GK1187661SQ9711569
公開日1998年7月15日 申請日期1997年11月29日 優(yōu)先權(quán)日1997年11月29日
發(fā)明者蔣兆頻, 尹祚英 申請人:蔣兆頻